На германском термоядерном стеллараторе Wendelstein 7-X (W7-X) впервые успешно сгенерировали высокоэнергетические ионы гелия-3, необходимые для поддержания сверхвысокой температуры, требуемой для термоядерного синтеза.
Как заявляется в пресс-релизе учёных, эксперимент на W7-X, передовом термоядерном реакторе, управляемом Институтом физики плазмы имени Макса Планка, позволил решить важнейшую проблему использования термоядерной энергии. В ходе традиционной термоядерной реакции генерируются альфа-частицы (ядра гелия-4); однако, учитывая экспериментальный характер W7-X и его уменьшенную по сравнению с полноценной термоядерной электростанцией конструкцию, ученые моделируют эти условия, используя более легкие частицы с меньшей энергией.
«На практике более легкие ионы гелия-3 ускоряются до энергии, подходящей для этой цели», - объясняют ученые. Для этого команда использовала передовую методику, известную как ионный циклотронный резонансный нагрев (ICRH), когда в плазму подаются мощные высокочастотные волны мегаваттного диапазона, соответствующее резонансной частоте конкретного изотопа.
Учёные также отмечают, что разработанный ими процесс даёт понимание в отношении некоторых ранее необъяснимых деталей термоядерных реакций, происходящих на Солнце. Предполагается, что частицы гелия-3 на Солнце могут избирательно ускоряться естественными электромагнитными волнами, образуя массивные облака, содержащие в 10 000 раз больше гелия-3, чем обычно.
Интересно отметить, что ранее гелий-3 рассматривался в проектах термоядерной энергетики как более эффективная замена тритию в качестве одного из топливных компонентов. Поскольку на Земле гелий-3 в природе не существует, то выдвигалось множество планов по добыче гелия-3 на Луне, куда он попадает с "солнечным ветром" (причём в подобных планах добыча гелия-3 часто рассматривалась не просто как самоцель, а как повод для стимулирования развития в том числе и космических технологий). Теперь же, в связи с получением гелия-3 в термоядерной установке, можно говорить о своеобразном "замыкании топливного цикла" в термоядерной энергетике.