Немецкий термоядерный реактор Wendelstein 7-X (W7-X), работающий по принципу стеллараторов, установил новый мировой рекорд по длительности удержания плазмы с высоким значением так называемого тройного произведения — ключевого параметра для оценки эффективности термоядерного синтеза. 22 мая 2025 года в рамках кампании OP 2.3 ученым удалось стабильно поддерживать плазму в течение 43 секунд, что превзошло предыдущие достижения известных токамаков, таких как японский JT60U и европейский JET, которые демонстрировали высокие показатели лишь на коротких интервалах времени.
Тройное произведение рассчитывается как произведение плотности частиц плазмы, температуры и времени удержания энергии в магнитном поле. Превышение определенного порога этого параметра означает, что термоядерная реакция становится самоподдерживающейся, вырабатывая больше энергии, чем затрачивается на её поддержание. В ходе эксперимента температура плазмы достигала более 20 миллионов градусов Цельсия, с пиковыми значениями около 30 миллионов, что подтверждает высокую эффективность нагрева с помощью мощных микроволновых излучателей.
Для достижения рекордной длительности удержания плазмы применялся новый тип инжектора топливных гранул, разработанный в американской национальной лаборатории Оук-Ридж. Этот инжектор подавал около 90 замороженных гранул водорода размером около миллиметра в течение 43 секунд, обеспечивая непрерывное пополнение топлива и поддержание оптимального баланса между подачей энергии и количеством топлива. Управление инжектором осуществлялось по заранее заданным программам с переменной частотой подачи гранул, что является важным шагом для будущих термоядерных установок.
Кроме рекорда по тройному произведению, в рамках кампании OP 2.3 W7-X установил еще два важных достижения. Во-первых, был достигнут суммарный энергетический оборот в 1,8 гигаджоулей при длительности плазменного разряда 360 секунд, что превысило предыдущий рекорд в 1,3 гигаджоуля. Во-вторых, впервые удалось повысить отношение давления плазмы к магнитному давлению до 3% по всему объему плазмы, что является важным параметром для проектирования будущих энергетических установок, где этот показатель должен достигать 4–5%. При этом температура ионов достигала примерно 40 миллионов градусов Цельсия.
Руководитель проекта Wendelstein 7-X Томас Клингер отметил, что эти результаты демонстрируют потенциал стеллараторов как перспективной технологии для создания термоядерных электростанций. Успех эксперимента стал возможен благодаря международному сотрудничеству, включающему разработки и диагностику, осуществляемую ведущими научными центрами Германии и США. Новые достижения приближают реализацию устойчивого и эффективного термоядерного синтеза, способного обеспечить чистую и практически неисчерпаемую энергию.
Ведущие научные организации, такие как Институт плазменной физики Макса Планка, национальные лаборатории США и европейские исследовательские центры, сыграли ключевую роль в обеспечении оборудования, диагностических систем и программного управления, что позволило добиться этих рекордных результатов. Таким образом, Wendelstein 7-X подтвердил свою способность поддерживать стабильные плазменные условия в течение длительного времени, что является критическим условием для будущих термоядерных электростанций.
