В США специалисты проводят испытания спин-поляризованного термоядерного топлива в условиях токамаков. Исследование, которое проходит при температурах около 100 миллионов градусов Цельсия, призвано доказать, что принудительное выравнивание квантовых состояний частиц способно радикально повысить эффективность термоядерного синтеза. Работу возглавляет команда Лаборатории Джефферсона при Министерстве энергетики США.
Основа метода заключается в использовании спина — фундаментального квантового свойства элементарных частиц. Ученые полагают, что если ориентировать ядра топлива в одном направлении, вероятность их успешного слияния возрастает примерно на 50%. По предварительным расчетам, такой подход позволяет увеличить общий выход энергии на 80%, при этом общее потребление топлива заметно сокращается.
Для проведения экспериментов выбран токамак DIII-D — крупнейшая установка данного типа, расположенная на территории Северной Америки. В качестве рабочего материала исследователи используют смесь дейтерия и гелия-3. Выбор в пользу этой комбинации вместо классической пары дейтерия и трития объясняется тем, что гелий-3 гораздо проще поддается контролю спиновой поляризации. Кроме того, использование данного изотопа помогает решить проблему зависимости от дефицитного и радиоактивного трития.
На текущий момент проект находится на раннем этапе реализации. Ключевая задача ученых — выяснить, способно ли топливо сохранять необходимую степень поляризации в процессе транспортировки, инжекции и, что наиболее важно, в экстремальных условиях сверхгорячей плазмы. В случае подтверждения теории на практике, человечество сможет перейти к проектированию более компактных, доступных и производительных термоядерных реакторов, что станет важным шагом на пути к коммерциализации термоядерной энергетики.
