США планують запуск першої в світі термоядерної електростанції

Американська компанія Commonwealth Fusion Systems зробила великий крок у напрямку розвитку термоядерної енергетики. Вони планують побудувати першу у світі термоядерну електростанцію, яка використовуватиме енергію термоядерного синтезу, на ділянці площею 40,5 гектарів у штаті Вірджинія, США. Цей проект, відомий під назвою ARC, має на меті почати постійне виробництво 400 мегават чистої та практично безмежної енергії вже з початку 2030-х років.

Термоядерна енергія виробляється шляхом синтезу, або злиття ядер атомів. Цей процес відбувається у зірках, включаючи наше Сонце, і виділяє в чотири рази більше енергії, ніж звичайний ядерний поділ, який використовується на традиційних атомних електростанціях. Термоядерний синтез, який відбувається шляхом злиття атомів водню з утворенням гелію, дає чисту енергію без небезпечних радіоактивних відходів. Однією з головних переваг термоядерної енергії є її екологічність. На відміну від традиційних ядерних реакторів, які виробляють радіоактивні відходи, термоядерні реактори, що використовують ізотопи водню — тритій і дейтерій, як паливо, не створюють таких відходів. Після синтезу утворюється безпечний гелій, що робить цей тип енергії надзвичайно чистим.

До 2022 року термоядерний синтез був переважно теоретичним процесом, однак вчені з США зробили прорив, отримавши більше енергії на виході, ніж було витрачено на ініціацію синтезу. Цей експеримент став важливою віхою в науці, і з того часу роботи у галузі термоядерної енергетики продовжуються. Для того, щоб термоядерний синтез працював у реальних умовах, необхідно вирішити кілька технічних проблем. Основна з них — утримання гарячої плазми в стабільному стані. Температура плазми, необхідна для синтезу, досягає 100 мільйонів градусів Цельсія, і для її утримання в потрібному стані використовуються потужні магнітні поля, які мають забезпечити стабільність плазми. Будь-яке порушення може призвести до охолодження плазми і припинення реакції.

Електростанція ARC використовуватиме реактор типу токамак, названий SPARC, який зможе утримувати плазму за допомогою дуже сильних магнітних полів. Палива для реактора планують використовувати тритій, що дозволить отримувати велику кількість енергії при дуже низьких витратах ресурсу. Перший термоядерний реактор в ARC обіцяє стати важливою віхою в енергетичній галузі. За словами розробників, станція буде здатна забезпечити чистою енергією 150 000 будинків, що стане значним кроком до розвитку поновлюваних джерел енергії. Один грам тритію, за підрахунками, дає стільки ж енергії, як 9 тонн вугілля, що робить термоядерну енергію практично безмежною.

Незважаючи на величезні можливості термоядерної енергії, існує багато складнощів у її реалізації, зокрема в питанні захисту реактора від високих температур та стабільного утримання плазми протягом тривалого часу. Однак, якщо всі плани здійсняться, термоядерна енергетика може стати однією з основних джерел енергії у майбутньому, забезпечуючи людство чистою і безмежною енергією.