Эрл Мармар руководит экспериментами на исследовательском термоядерном реакторе (токамаке) Alcator C-Mod, который почти четверть века работал в МТИ. Сейчас токамак закрыт на реконструкцию, однако команда Мармара не остановила свои изыскания. По расчетам ученого, за ближайшие 13 лет удастся решить остающиеся технические проблемы, препятствующие запуску промышленных термоядерных реакторов, и электричество, вырабатываемое в процессе термоядерного синтеза, потечет в сеть.
«Мы знаем, что термоядерный синтез работает. Вопросов к ядерной физике нет. Есть вопросы к технологической стороне работы энергоэффективного термоядерного реактора», — заявил Эрл Мармар.
Термоядерный реактор — это по сути искусственная звезда, в которой слияние изотопов водорода выделяет громадную энергию. Плазма Солнца и других звезд удерживается гравитацией самой звезды. В токамаке плазма имеет форму тора — объемного кольца, похожего на бублик с дыркой посередине. «Бублик» сохраняет стабильность благодаря мощному электромагнитному полю. Основная технологическая проблема заключается в том, что для удержания плазмы нужны сверхпроводящие электромагниты, на работу которых пока тратится больше энергии, чем вырабатывают сами экспериментальные реакторы.
В МТИ команда Мармара пытается создать высокотемпературные сверхпроводящие магниты, которые будут тратить меньше электроэнергии на поддержание стабильности плазмы, и сделают токамак энергетически эффективным. Такие магниты смогут работать при температуре на 100 градусов Цельсия выше той, которая требуется низкотемпературным сверхпроводникам. Существующие сверхпроводящие магниты генерируют мощное электромагнитное поле, способное удержать плазму, лишь при температуре минус 239 градусов Цельсия. Для ее создания требуется расход огромных объемов электричества.
Эрл Мармар уверен, что это не более чем технологическая проблема, которая будет разрешена в ближайшие годы при достаточном финансировании со стороны государств, развивающих термоядерную энергетику. По его мнению, предпринимаемые сегодня усилия 35 стран в рамках международного проекта ИТЭР (строительство экспериментального термоядерного реактора большой мощности на юге Франции) недостаточны. Если не наращивать усилий и объемы финансирования, появление коммерческих термоядерных электростанций затянется еще на десятилетие и произойдет лишь к 2040 году.
Осенью прошлого года под руководством Эрла Мармара на токамаке Alcator C-Mod был установлен мировой рекорд давления плазмы — 2 атмосферы. Давление — ключевой элемент эффективности термоядерной энергетики. Дальнейшее повышение этого показателя возможно лишь при создании высокотемпературных сверхпроводящих электромагнитов.
