В рамках революционной инициативы Испания планирует разработать свой собственный ядерный синтезный реактор в течение следующего десятилетия. Исследователи из Лаборатории физики плазмы Принстона (PPPL) сотрудничают с Университетом Севильи над уникальным устройством для синтеза, известным как проект SMART (SMall Aspect Ratio Tokamak). Этот инновационный реактор стремится использовать контролируемый ядерный синтез, что может стать настоящим прорывом в области устойчивых энергетических решений.
Реактор SMART будет исследовать две различные технологии, используя сферический токамак, который изучает как положительные, так и отрицательные треугольные сценарии плазмы. Мануэль Гарсия-Муньос, профессор Университета Севильи, подчеркнул, что конфигурация с отрицательной треугольностью может значительно повысить производительность, уменьшая нестабильности, угрожающие целостности реактора.
По словам исследователей PPPL, проект SMART является первым случаем, когда сферический токамак исследует преимущества отрицательной треугольности. Этот выбор дизайна не случаен; ожидается, что сферическая форма улучшит удержание плазмы и обеспечит более эффективное управление энергией. "Это потенциальный прорыв с привлекательной производительностью синтеза и управлением энергией для будущих компактных синтезных реакторов", - заявил Гарсия-Муньос. Он отметил, что отрицательная треугольность приводит к меньшим колебаниям плазмы и большей площади для рассеивания тепла.
Проект SMART представляет собой отход от традиционных экспериментов по синтезу, так как его инновационная структура токамака готова подавлять нестабильности плазмы, которые могут привести к потере энергии и повреждению стенок реактора. Как отметил Лаборатория физики плазмы Принстона, форма реактора имеет решающее значение для эффективного удержания, в отличие от других токамаков.
Следующий этап проекта включает разработку диагностических методов для мониторинга условий плазмы. Исследователи из Принстона разрабатывают диагностические методы рассеяния Томсона для измерения температуры и плотности электронов во время реакций синтеза, дополненные передовыми методами из Университета Севильи, которые оценивают температуру, вращение и плотность ионов, а также диагностику мягкого рентгена с несколькими энергиями.
В настоящее время ядерные синтезные реакторы все еще находятся на экспериментальной стадии, и значительные достижения были достигнуты в таких проектах, как ITER (Международный термоядерный экспериментальный реактор), который нагревает дейтерий и тритий до более чем 100 миллионов градусов Цельсия. Тем не менее, устойчивый синтезный реактор, который производит больше энергии, чем потребляет, остается недостижимым.
Проект SMART в основном состоит из молодых студентов Университета Севильи, которые уже провели предварительные тесты. Ожидается, что в конце 2024 года будут проведены продвинутые испытания токамака, что потенциально откроет новую эру в производстве энергии.