Створення термоядерного реактора, здатного забезпечити людство практично необмеженою і чистою енергією, є однією з найбільших мрій інженерії та науки. За останні десятиліття вчені та інженери зробили значний прорив у цій сфері, і Франція нещодавно встановила новий рекорд у цій галузі, демонструючи неймовірний прогрес у розробці термоядерної енергетики. 12 лютого 2025 року на реакторі WEST Tokamak був зафіксований рекорд: утримання термоядерної плазми протягом 22 хвилин, що стало важливим кроком до досягнення головної мети — створення стабільного та ефективного термоядерного реактора.



Термоядерний синтез — це процес, у якому два легкі атомні ядра зливаються, утворюючи більш важке ядро, що супроводжується вивільненням величезної кількості енергії. Цей процес відбувається природно у серці зірок, зокрема в Сонці, де водневі атоми зливаються, даючи енергію, що підтримує життя на Землі. Проте відтворення цього процесу в лабораторних умовах є надзвичайно складним завданням. Термоядерний реактор повинен досягати надвисоких температур (від 100 до 150 мільйонів градусів за Цельсієм), і при цьому необхідно забезпечити стабільність плазми, що утримує ці температури, для того, щоб реакція могла тривати довго й давати більше енергії, ніж споживає сама установка.

В Ізраїлі археологи зробили сенсаційне відкриття: виявили місце поховання Соломії — рідної сестри одного з найвідоміших правителів Біблії, царя Ірода Великого.

Це завдання стало настільки амбіційним, що понад 80 років вчені працюють над тим, щоб втілити його в життя. Кожен крок у цьому напрямку — це не лише наукове досягнення, а й прорив у сфері енергетики, який може змінити глобальну ситуацію з постачанням енергії, зробивши її безпечною, чистою та майже безмежною. Франція, як одна з провідних країн у галузі ядерної енергетики, нещодавно досягла значного прогресу в цій сфері. Прорив, що став можливим завдяки експериментам на реакторі WEST Tokamak, є новим етапом на шляху до практичного використання термоядерної енергії.

Термоядерна енергія: Мрія або реальність?

Термоядерна енергія є надзвичайно привабливою для науковців і техніків через її потенціал забезпечити майже безмежні обсяги енергії без викидів парникових газів або токсичних відходів, які супроводжують традиційні джерела енергії. Можливість отримати стільки енергії з невеликої кількості палива (ізотопів водню, таких як дейтерій і тритій) робить термоядерний синтез особливо привабливим у порівнянні з іншими джерелами енергії, такими як вугілля, газ чи навіть атомна енергетика.

Процес термоядерного синтезу відомий ще з середини XX століття. Однак його практичне використання було завжди обмежене величезними технічними труднощами. У серці цих проблем — це створення умов, у яких плазма — газовий стан речовини, що містить іони й електрони — буде утримуватись при надзвичайно високих температурах і тисках, що необхідні для підтримання реакції синтезу.

Вчені спробували різні підходи до створення термоядерного реактора, і одним з найбільш перспективних вважається використання токамака — спеціального магнітного поля для утримання плазми. Ця технологія є основою багатьох експериментальних реакторів, включаючи французький WEST Tokamak. Завдання полягає в тому, щоб досягти такого рівня стабільності плазми, при якому термоядерна реакція може бути самопідтримуваною, тобто, вона генерує більше енергії, ніж потрібно для її ініціації.

Прорив на реакторі WEST Tokamak

Франція досягла нового рекорду в термоядерному синтезі, коли реактор WEST Tokamak підтримував термоядерну плазму на рекордні 1 337 секунд — понад 22 хвилини. Цей рекорд став можливим завдяки впровадженню нових технологій та вдосконаленню конструкції самого реактора. Зокрема, науковці змогли утримати плазму в такому стані, що дозволило досягти температур, необхідних для термоядерного синтезу, а також забезпечити її стабільність протягом такого тривалого часу. Це вдвічі перевищує результат, отриманий у Китаї на реакторі EAST, який досяг 1 066 секунд у січні 2025 року.

Для того щоб утримати плазму, реактор WEST Tokamak використовує потужні магнітні поля, які утримують гарячу плазму і не дають їй контактувати з стінками реактора. Також важливою технологією є введення теплової потужності на рівні 2 МВт, що дозволило стабільно підтримувати плазмову реакцію на потрібному рівні.



Важливо відзначити, що цей експеримент не є комерційним, і основною метою є не створення комерційного реактора, а вивчення фізичних і технічних аспектів термоядерного синтезу. Результати експериментів на WEST будуть використані для вдосконалення таких проєктів, як ITER — найбільший у світі міжнародний термоядерний експериментальний реактор, що будують на півдні Франції.

Технічні виклики і можливості

Створення термоядерного реактора, який може стабільно виробляти енергію, ставить перед науковцями безліч викликів. По-перше, досягнення таких температур, як 100–150 мільйонів градусів Цельсія, є надзвичайно складним завданням. Для цього необхідно використовувати спеціальні матеріали, що витримують екстремальні умови, а також забезпечити стабільність плазми, яка повинна утримуватись під високим тиском і в умовах інтенсивного радіаційного впливу.

Китайські вчені імплантували мозковий чіп паралізованому пацієнту, що буквально читає думки

По-друге, питання ефективності залишається критично важливим. Ідеальний термоядерний реактор має генерувати більше енергії, ніж споживає для запуску реакції. Це вимагає досягнення стабільного самопідтримуваного процесу, що є однією з найбільших наукових проблем на сьогодні. Поки що жоден термоядерний реактор не зміг досягти цього рівня ефективності, але результати, які отримує Франція, дають надію на те, що це буде досягнуто в найближчі десятиліття.

Вплив на майбутнє енергетики

Розвиток термоядерної енергетики може стати справжньою революцією в глобальному енергетичному ландшафті. На відміну від традиційних джерел енергії, таких як вугілля, нафта чи навіть ядерні реактори, термоядерні реактори не викидають в атмосферу шкідливих газів, таких як CO₂, і не залишають після себе небезпечних відходів, що займають тисячі років для розпаду. Це робить термоядерну енергію одним з найперспективніших напрямків у боротьбі з глобальним потеплінням та екологічними проблемами.

Термоядерні реактори можуть забезпечити практично безмежну кількість енергії, використовуючи паливо, як водень, що є доступним у великих кількостях. З часом ці технології можуть замінити традиційні джерела енергії, такі як вугілля чи природний газ, які є основними джерелами забруднення атмосфери.

Висновки

Прорив у термоядерному синтезі, досягнутий Францією, є не лише науковим досягненням, але й значним кроком до створення нової ери в енергетиці. Цей успіх на реакторі WEST Tokamak став можливим завдяки впровадженню нових технологій і досліджень, які сприяють досягненню стабільності плазми та ефективності реакції синтезу. Хоча це ще не комерційний рівень, ці досягнення наближають нас до епохи чистої, безпечної і безмежної енергії, яка може змінити глобальну енергетичну картину і сприяти вирішенню екологічних проблем.