Ні, не Сонце, звичайно, а його мініатюрний прототип, який називається Wendelstein 7-X та знаходиться в Інституті фізики плазми ім. Макса Планка у Грайфсвальлі (земля Мекленбург-Південна Померанія). Він продукує енергію так, як це роблять зорі. Уперше в ньому вдалося добути та утримати водневу плазму за температури 100 млн. градусів.
Перша воднева плазма (забарвлена чорно-біла знимка Max-Planck-Institut für Plasmaphysik)
Wendelstein 7-X – це експериментальна установка, яка дозволяє здійснювати керований термоядерний синтез: реакцію, яка є джерелом енергії зірок. Термоядерний синтез, або реакція злиття легших ядер у важчі (наприклад, водню в гелій), – це найефективніший з усіх відомих способів отримання енергії. При цьому він ще й безпечний: реакцію будь-коли можна перервати й вона не залишає по собі радіоактивних відходів. Якщо його вдасться опанувати, людство отримає практично невичерпне джерело чистої енергії.
Втім, щоб отримати цю енергію, потрібно з’єднати між собою ядра атомів. А це зовсім не просте завдання, адже що ближче вони одне до одного, тим сильніше вони відштовхуються. Лише в стані плазми (а це мільйони градусів температури) вдається подолати ці сили й отримати з легших ядер важчі, що супроводжується виділенням величезної кількості енергії.
Зрозуміло, що жоден матеріал не в змозі витримати контакту з такою температурою, тому плазму слід утримувати в магнітних пастках. Ідею замкнути плазму в магнітному полі вперше висловили радянські вчені Андрій Сахаров та Ігор Тамм ще у 1950-ті. Вони ж спроектували перший пристрій для цього, що називаєть токамаком (скорочено від «тороїдальна камера з магнітними котушками») і являє собою торус, оточений магнітами. Такі експериментальні установки вже багато років діють у багатьох країнах, а у Франції зараз відбувається будівництво найбільшої з них – Міжнародного експериментального термоядерного реактора (ITER).
Токамаки, однак, не можуть тривалий час утримувати стабільне магнітне поле й, крім того, вони дуже енергозатратні. Набагато ефективніше оточити плазму магнітним полем, закрученим у формі стрічки Мебіуса. Ідею таких пристроїв, званих стеллаторами (від лат. stella – зірка) першим подав американський фізик Лайман Спітцер також у 1950-ті. Але стеллатори набагато складніші в побудові, ніж токамаки. Тому тільки тепер з’явився перший з них – Wendelstein 7-X.
Його монтаж завершився у травні минулого року, а в грудні на ньому здійснили перші досліди з утримання плазми. Тоді це була гелієва плазма температурою бл. 1 млн. градусів. Але метою було отримати плазму з водню при температурі 100 млн. градусів, що й вдалося зробити минулої середи. Лише ця плазма годиться для отриманння такої потрібної людству чистої енергії.
Кнопку запуску реакції натиснула канцлер Ангела Меркель (яка, до речі, доктор філософії з фізичної хімії), привівши в дію мегаватний імпульс, що за частку секунди перетворив водень в гарячу плазму. «Чверть секунди ми утримували її за температури 80 млн. грудусів, що виправдало усі наші очікування», - повідомив керівник проекту Др. Ганс-Стефан Бош.
Це лише перші кроки на шляху до запалення на Землі «штучного Сонця». Німецький стеллатор не займатиметься продукуванням енергії – він лише має підтвердити, що така конструкція придатна для стабільного утримання плазми і в майбутньому може бути використана як джерело енергії.
Michał Rolecki
Niemcy rozpalają słońce na Ziemi
Gazeta Wyborcza, 5.02.2016
Зреферував Євген Ланюк
