Квантовый спин повысит эффективность термоядерных реакторов на 80%

Американские ученые из Лаборатории Джефферсона начали испытания спин-поляризованного топлива на крупнейшем в стране токамаке DIII-D. Исследователи рассчитывают, что принудительное выравнивание ядерных частиц увеличит вероятность их слияния наполовину, обеспечив резкий рост энергоотдачи при сохранении прежних объемов горючего.

В основе эксперимента лежит использование спина — внутреннего квантового свойства ядер дейтерия и гелия-3. Если заставить частицы вращаться в одном направлении перед подачей в реактор, вероятность их столкновения и последующего слияния возрастает на 50%. По расчетам физиков, такая ориентация способна поднять общую энергоотдачу системы на 80%. Выбор гелия-3 вместо традиционного трития обусловлен тем, что его спиновое состояние легче контролировать, а сам процесс становится экологичнее и безопаснее.

Сейчас команда проверяет, сохраняется ли заданное направление частиц в условиях сверхгорячей плазмы. Топливо должно пройти путь от инжектора до центра плазменного шнура, не потеряв ориентацию в хаосе магнитных полей и нагреве до ста миллионов градусов. Если поляризация окажется устойчивой, инженеры смогут проектировать коммерческие реакторы меньшего размера, сохраняя при этом высокую мощность генерации и снижая общую стоимость строительства электростанций.