Китай установил новый мировой рекорд в термоядерном синтезе: 1066 секунд устойчивой работы плазмы

20 января 2025 года в Хэфэе, провинция Аньхой на востоке Китая, произошло знаменательное событие в области термоядерного синтеза. Члены отделения Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) Physics and Experimental Operations праздновали успех эксперимента, в ходе которого установлен новый мировой рекорд. Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST), известный как «искусственное солнце» Китая, поддерживал устойчивую работу плазмы с высокой степенью удержания в течение 1066 секунд. Этот результат не только побил предыдущий рекорд в 403 секунды, установленный тем же устройством в 2023 году, но и стал важным шагом на пути к реализации термоядерной энергетики.

Термоядерный синтез, процесс, который питает звезды, включая наше Солнце, долгое время считался святым Граалем энергетики. Он обещает практически неисчерпаемый источник чистой энергии, без выбросов парниковых газов и с минимальным количеством радиоактивных отходов. Однако воспроизвести условия, необходимые для термоядерного синтеза на Земле, крайне сложно. Для этого требуется достичь температур свыше 100 миллионов градусов по Цельсию, удерживать плазму в стабильном состоянии и обеспечить управляемость процессом. Именно эти задачи решают ученые, работающие с токамаками, такими как EAST.

EAST, расположенный в Институте физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP), является одной из самых передовых установок в мире. С момента своего запуска в 2006 году он стал площадкой для международного сотрудничества, где ученые со всего мира проводят эксперименты, направленные на развитие термоядерной энергетики. Устройство использует мощные магнитные поля для удержания плазмы в форме тора, что позволяет достигать экстремальных температур и давлений, необходимых для синтеза.

Рекордные 1066 секунд устойчивой работы плазмы стали результатом многолетних усилий и модернизации оборудования. Гун Сяньцзу, руководитель отдела физики и экспериментальных операций EAST, отметил, что ключевые системы устройства, включая систему нагрева, были значительно улучшены. Например, мощность системы нагрева, которая ранее была эквивалентна 70 000 бытовым микроволновым печам, была удвоена, что позволило достичь более высокой эффективности и стабильности.

Этот прорыв имеет огромное значение для будущего термоядерной энергетики. Как пояснил Сонг Юньтао, директор ASIPP, для успешной генерации электроэнергии термоядерное устройство должно работать в стабильном режиме в течение тысяч секунд. Это необходимо для создания самоподдерживающейся циркуляции плазмы, которая является ключевым условием для непрерывного производства энергии. Новый рекорд EAST демонстрирует, что такие условия могут быть достигнуты, что открывает путь к созданию коммерческих термоядерных реакторов.

Китай активно участвует в международных проектах, связанных с термоядерным синтезом. В 2006 году страна присоединилась к программе Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), который строится на юге Франции. ИТЭР, после завершения строительства, станет крупнейшим в мире токамаком и важным шагом на пути к практическому использованию термоядерной энергии. Китай отвечает за около 9% строительства и эксплуатации проекта, а ASIPP играет ключевую роль в реализации китайской части программы.

Помимо участия в ИТЭР, Китай разрабатывает собственный проект — Китайский испытательный термоядерный реактор (CFETR). Этот реактор, который планируется построить в ближайшие десятилетия, станет следующим шагом после EAST и ИТЭР. Он будет предназначен для демонстрации коммерческой жизнеспособности термоядерной энергетики и станет мостом между экспериментальными установками и полноценными электростанциями.

Успехи EAST также имеют важное значение для других стран, занимающихся термоядерным синтезом. Установка постоянно достигает новаторских результатов в режиме высокой изоляции, который является основным режимом для экспериментальных термоядерных реакторов, включая ИТЭР и CFETR. Эти достижения предоставляют ценные данные и рекомендации для строительства термоядерных реакторов по всему миру.

В Хэфэе, где расположен EAST, уже ведется строительство нового поколения экспериментальных установок, направленных на дальнейшее ускорение исследований в области термоядерного синтеза. Ученые надеются, что международное сотрудничество через EAST и другие проекты позволит сделать термоядерную энергию доступной для практического использования в ближайшие десятилетия.

Прорыв, достигнутый 20 января 2025 года, стал не только техническим достижением, но и символом надежды на будущее, где человечество сможет использовать энергию термоядерного синтеза для решения глобальных энергетических проблем. Как отметил Сонг Юньтао, этот успех — важный шаг на пути к созданию «искусственного солнца», которое однажды осветит наши города и обеспечит энергией наши дома.