Впервые показали цветные кадры плазмы внутри термоядерного реактора - «Наука и техника»

Добавлено 20-окт-2025, 11:15 От Дмитрий

Ученые из Tokamak Energy сделали шаг к чистой энергии будущего, впервые показав цветные изображения плазмы внутри термоядерного реактора. Их высокоскоростная камера, снимающая 16 000 кадров в секунду, запечатлела, как плазма — раскаленное вещество, напоминающее мини-звезду, — взаимодействует с материалами. Это открытие приближает нас к созданию термоядерных электростанций, которые могут стать источником почти бесконечной и экологически чистой энергии.
Как поймать звезду
Термоядерный синтез — это процесс, который питает звезды, такие как наше Солнце. Внутри сферического токамака ST40, самого мощного в своем классе, ученые создают плазму — газ, нагретый до десятков миллионов градусов, где атомы теряют электроны и начинают сливаться, выделяя энергию. Новая камера позволяет увидеть, как плазма ведёт себя в этих экстремальных условиях, и помогает управлять ею.
Камера фиксирует ярко-розовое свечение, которое возникает, когда в плазму впрыскивают дейтерий — разновидность водорода, служащую топливом для реакции. Это свечение напоминает неоновую вывеску, но в миллионы раз горячее. Еще одна важная деталь — гранулы лития размером с песчинки. Когда они попадают в более холодные края плазмы, то светятся малиново-красным, как закатное небо. Проникая глубже, в горячее ядро, литий теряет электрон, превращаясь в ион (Li⁺), и начинает излучать зеленовато-желтый свет, похожий на следы фейерверка. Эти зеленые полосы движутся вдоль магнитных полей, которые удерживают плазму, словно невидимые рельсы.
«Цветная камера особенно полезна для таких экспериментов, — Она помогает сразу увидеть, где излучаются газы и проникают ли литиевые частицы в ядро плазмы», — говорит физик Лаура Чжан
Зачем нужен литий
Литий играет ключевую роль в экспериментах. Его добавляют в плазму, чтобы улучшить ее стабильность и снизить износ стенок реактора. Когда гранулы лития испаряются, они покрывают внутренние поверхности токамака, создавая защитный слой. Этот метод, впервые опробованный в Принстонской лаборатории физики плазмы, делает плазму более устойчивой и снижает ее разрушительное воздействие на оборудование.
Эксперименты с литием — часть программы модернизации ST40 стоимостью 52 миллиона долларов, названной LEAPS (Lithium Evaporations to Advance PFCs in ST40). Программа проводится совместно с Министерством энергетики США и британским Министерством энергетической безопасности. Помимо лития, ученые заменили углеродные плитки в реакторе на молибден — прочный металл, который лучше выдерживает экстремальные температуры, как броня космического корабля. Также добавлены новые инструменты для точного измерения параметров плазмы.
Почему это важно
Цветные изображения — не просто красивые картинки. Они помогают ученым понять, как материалы ведут себя в плазме, и подтверждают данные, полученные с помощью спектроскопии — метода анализа света, который раскрывает химический состав и температуру. Камера показывает, как литий движется по магнитным полям, и помогает тестировать режимы работы, такие как излучение X-точки (XPR). Этот режим охлаждает края плазмы, чтобы она не разрушала стенки реактора, сохраняя при этом высокую производительность.
«Текущие эксперименты на ST40 дают новое визуальное понимание поведения плазмы благодаря высокоскоростной цветной камере, снимающей 16 000 кадров в секунду», — отмечают в Tokamak Energy.
Эти исследования — шаг к созданию компактных и эффективных термоядерных реакторов. Литиевые покрытия и режимы XPR могут стать основой для будущих электростанций, которые будут производить энергию без выбросов углерода и с минимальным количеством радиоактивных отходов.
Новый термоядерный рекорд: во Франции удерживали плазму 22 минуты
Во Франции достроили самую мощную магнитную систему в мире для энергии будущего
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram

Ученые из Tokamak Energy сделали шаг к чистой энергии будущего, впервые показав цветные изображения плазмы внутри термоядерного реактора. Их высокоскоростная камера, снимающая 16 000 кадров в секунду, запечатлела, как плазма — раскаленное вещество, напоминающее мини-звезду, — взаимодействует с материалами. Это открытие приближает нас к созданию термоядерных электростанций, которые могут стать источником почти бесконечной и экологически чистой энергии. Как поймать звезду Термоядерный синтез — это процесс, который питает звезды, такие как наше Солнце. Внутри сферического токамака ST40, самого мощного в своем классе, ученые создают плазму — газ, нагретый до десятков миллионов градусов, где атомы теряют электроны и начинают сливаться, выделяя энергию. Новая камера позволяет увидеть, как плазма ведёт себя в этих экстремальных условиях, и помогает управлять ею. Камера фиксирует ярко-розовое свечение, которое возникает, когда в плазму впрыскивают дейтерий — разновидность водорода, служащую топливом для реакции. Это свечение напоминает неоновую вывеску, но в миллионы раз горячее. Еще одна важная деталь — гранулы лития размером с песчинки. Когда они попадают в более холодные края плазмы, то светятся малиново-красным, как закатное небо. Проникая глубже, в горячее ядро, литий теряет электрон, превращаясь в ион (Li⁺), и начинает излучать зеленовато-желтый свет, похожий на следы фейерверка. Эти зеленые полосы движутся вдоль магнитных полей, которые удерживают плазму, словно невидимые рельсы. «Цветная камера особенно полезна для таких экспериментов, — Она помогает сразу увидеть, где излучаются газы и проникают ли литиевые частицы в ядро плазмы», — говорит физик Лаура Чжан Зачем нужен литий Литий играет ключевую роль в экспериментах. Его добавляют в плазму, чтобы улучшить ее стабильность и снизить износ стенок реактора. Когда гранулы лития испаряются, они покрывают внутренние поверхности токамака, создавая защитный слой. Этот метод, впервые опробованный в Принстонской лаборатории физики плазмы, делает плазму более устойчивой и снижает ее разрушительное воздействие на оборудование. Эксперименты с литием — часть программы модернизации ST40 стоимостью 52 миллиона долларов, названной LEAPS (Lithium Evaporations to Advance PFCs in ST40). Программа проводится совместно с Министерством энергетики США и британским Министерством энергетической безопасности. Помимо лития, ученые заменили углеродные плитки в реакторе на молибден — прочный металл, который лучше выдерживает экстремальные температуры, как броня космического корабля. Также добавлены новые инструменты для точного измерения параметров плазмы. Почему это важно Цветные изображения — не просто красивые картинки. Они помогают ученым понять, как материалы ведут себя в плазме, и подтверждают данные, полученные с помощью спектроскопии — метода анализа света, который раскрывает химический состав и температуру. Камера показывает, как литий движется по магнитным полям, и помогает тестировать режимы работы, такие как излучение X-точки (XPR). Этот режим охлаждает края плазмы, чтобы она не разрушала стенки реактора, сохраняя при этом высокую производительность. «Текущие эксперименты на ST40 дают новое визуальное понимание поведения плазмы благодаря высокоскоростной цветной камере, снимающей 16 000 кадров в секунду», — отмечают в Tokamak Energy. Эти исследования — шаг к созданию компактных и эффективных термоядерных реакторов. Литиевые покрытия и режимы XPR могут стать основой для будущих электростанций, которые будут производить энергию без выбросов углерода и с минимальным количеством радиоактивных отходов. Новый термоядерный рекорд: во Франции удерживали плазму 22 минуты Во Франции достроили самую мощную магнитную систему в мире для энергии будущего Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram

Цитирование статьи, картинки - фото скриншот - Rambler News Service.

Иллюстрация к статье - Яндекс. Картинки.

Есть вопросы. Напишите нам.

Общие правила поведения на сайте.