Первая в Китае экспериментальная установка среднего масштаба типа «сферический тор» — EXL-50U.
 

Компания ENN Group, базирующаяся в провинции Хэбэй, сообщила, что в ходе эксперимента происходило более 100 миллионов реакций синтеза в секунду. Это первый случай осуществления реакции синтеза водорода и бора коммерческой компанией на собственной установке.

В отличие от дейтерий-тритиевого (D-T) топлива, которое используется в большинстве исследований по термоядерному синтезу, реакция водорода и бора не приводит к образованию высокоэнергетических нейтронов в качестве основного продукта. Вместо этого протон водорода сливается с ядром бора-11. В ходе реакции выделяется энергия и образуются альфа-частицы (ядра гелия).

Компания объявила об этом достижении в понедельник, 28 сентября. По словам исследователей, полученные результаты могут дать новое представление о процессе синтеза водорода и бора.

Большинство проектов в области термоядерного синтеза, включая Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER) во Франции, сосредоточены на реакции дейтерия и трития (D-T), поскольку ее проще осуществить, чем реакции с использованием альтернативных видов топлива. В этом процессе ядро ​​дейтерия сливается с ядром трития, образуя гелий-4, высокоэнергетический нейтрон и высвобождая 17,6 МэВ энергии.

Однако тритий радиоактивен, встречается в природе крайне редко и стоит дорого. Кроме того, при D-T-синтезе выделяются высокоэнергетические нейтроны, способные повредить материалы реактора и вызвать наведенную радиоактивность в окружающих компонентах. Напротив, для синтеза водорода и бора используются относительно доступные виды топлива, а продуктами реакции являются преимущественно заряженные альфа-частицы, а не высокоэнергетические нейтроны.

Тем не менее, осуществить синтез водорода и бора значительно сложнее, так как для этого требуются гораздо более высокие температуры и строгие условия удержания плазмы. Поэтому вместо попыток повысить температуру всей плазмы исследователи применили комбинацию инжекции пучка высокоэнергетических нейтральных частиц и воздействия радиочастотных волн.

Это позволило возбудить частицы в том диапазоне энергий, где вероятность протекания реакций водорода и бора выше (так называемый первый резонансный пик). В ходе процесса в плазме генерировалось большое количество высокоэнергетических (или быстрых) протонов. Сталкиваясь с ядрами бора, они способствовали тому, что скорость термоядерной реакции превысила 100 миллионов реакций в секунду.

Представители компании сообщили, что результаты были проверены более чем десятью экспертами из международных научно-исследовательских институтов и университетов. В то же время результаты многократных измерений параметров альфа-частиц, образовавшихся в ходе эксперимента, подтвердили факт протекания реакции термоядерного синтеза с участием водорода и бора.

Ян Юаньмин, инженер компании ENN, руководивший проектом, отметил, что термоядерный синтез на основе водорода и бора вызывает интерес у частных компаний-разработчиков, в том числе у американской TAE Technologies и немецкой Marvel Fusion. Он подчеркнул, что водород и бор являются широко распространенным и легкодоступным топливом.

У этого подхода есть и еще одно преимущество. В результате реакции синтеза водорода и бора образуются высокоэнергетические заряженные частицы. В перспективе системы будущего смогут преобразовывать их энергию непосредственно в электричество, минуя стадию получения пара для привода турбины.

Тем не менее, для практического применения этой реакции на электростанциях предстоит преодолеть ряд технических препятствий. В настоящее время команда работает над созданием в плазме еще более экстремальных условий.

«Мы стремимся как можно скорее разогреть плазму до 100 миллионов градусов Цельсия (180 миллионов градусов по Фаренгейту)», — заявил Ян.

Как сообщает издание SCMP, компания также продвигается в реализации следующего этапа экспериментальных исследований. Ранее в этом месяце состоялась церемония закладки установки Helong-2 — термоядерного устройства третьего поколения.