На прошлой неделе в Великобритании, после 7-летнего этапа строительства, был впервые запущен новый экспериментальный реактор термоядерного синтеза MAST (Mega Amp Spherical Tokamak). Это сооружение, обошедшееся в 55 миллионов фунтов стерлингов, является площадкой для испытаний ряда технологий, которые в будущем будут работать в реакторах промышленного класса. Более того, реактор MAST имеет весьма необычную для подобных реакторов конструкцию и его эксплуатация должна экспериментально подтвердить некоторые преимущества этой конструкции.
Реакторы типа Токамак были основным направлением в исследованиях, проводимых на протяжении нескольких десятков лет и связанных с термоядерным синтезом. Эти сооружения, имеющие реакторную камеру в форме тора, содержат сверхгорячий ионизированный газ, плазму, состоящую из изотопов водорода. Эта плазма удерживается от контакта со стенками камеры реактора при помощи сильнейших магнитных полей, а ее разогрев до огромных температур осуществляется потоками микроволного излучения или заряженных высокоэнергетических частиц.
Конструкция реактора MAST является одной из вариаций типа Токамак. Его камера напоминает не пончик, а удаленную сердцевину у яблока.
Исследователи полагают, что такая почти сферическая форма камеры реактора может обеспечить большую стабильность плазменного шнура, более надежно защитить плазму от загрязнения посторонними элементами и т.п. Но, к сожалению, физика и динамика процессов термоядерного синтеза в камере такой формы является пока еще очень малоизученной областью.
Отметим, что первый вариант реактора MAST был более-менее успешно запущен и протестирован в 1999 году, дав ученым многообещающие результаты. И новый реактор этого типа получил большую мощность для нагрева плазмы, новые технологии отведения тепла, выделяющегося при термоядерном синтезе и множество других не менее важных улучшений. Отметим, что реактор MAST является не единственным сферическим реактором, работы над которым ведутся в Великобритании. Специалисты Лаборатории физики плазмы Принстонского университета работают над проектом NSTX (National Spherical Torus Experiment). После очередного запуска этого реактора в 2016 году произошла авария, связанная с магнитной системой реактора, и сейчас этот реактор восстанавливается и проходит очередную модернизацию.
Британские исследователи надеются, что модернизированный реактор MAST станет последним экспериментальным термоядерным реактором. Следующим этапом уже станет сооружение демонстрационной термоядерной электростанции с реакторами сферической конструкции. Этот проект, получивший название Spherical Tokamak for Energy Production был утвержден еще в прошлом году, на его реализации выделено финансирование в 220 миллионов фунтов стерлингов и, согласно планам, запуск сферических реакторов экспериментальной электростанции должен быть произведен в 2040 году.