Термояд: как добывают энергию звезд на Земле

© Фото : ITERСтроительство термоядерного реактора ИТЭР завершено на 50%Строительство термоядерного реактора ИТЭР завершено на 50%
Подпишись на ежедневную рассылку РИА Наука

Спасибо за подписку

Пожалуйста, проверьте свой e-mail для подтверждения подписки

МОСКВА, 13 дек — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Крупнейший в мире экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР построен наполовину, сообщил на днях физик-теоретик Бернар Биго (Bernard Bigot), генеральный директор проекта. Испытания с водородной плазмой планируют начать в декабре 2025 года.

Так художник представил себе стокновение сверхмалых частиц
Физик из МГУ нашел новый способ запустить термоядерную реакцию
Предположение о том, что в недрах звезд из водорода синтезируется гелий, впервые высказал в 1920 году британский физик Артур Эддингтон. Теперь известно, что в звездах происходит целый каскад реакций, приводящий к термоядерному синтезу, в результате которого выделяется большое количество энергии. Запустить термояд на Земле — давняя мечта человечества. Проблема, однако, в том, что поддержание термоядерного синтеза требует слишком много энергии и тщательного подбора условий, иначе он быстро затухает. Ближе всех к разгадке управляемого термояда подошли советские физики, придумавшие для контроля над ним "тороидальную камеру с магнитными катушками". От начальных слогов этого выражения родился термин "токамак", используемый теперь во всем мире. В качестве топлива в камеру напускают тяжелые изотопы водорода — дейтерий и тритий, а потом дают газовый разряд, чтобы оторвать от них электроны. Ионизированную, превращенную в плазму смесь нагревают до 150 миллионов градусов Цельсия, что в десять раз выше температуры внутри Солнца. В раскаленной плазме ядра дейтерия и трития рождают ядра гелия. Эта реакция сопровождается выбросом быстрых нейтронов. Их энергия, отданная какому-либо теплоносителю, например воде, может служить для выработки тепло- и электроэнергии, как на ТЭС или АЭС.

© Фото : ITERЗвезды — это термоядерные реакторы
Звезды — это термоядерные реакторы

На холостом ходу

В 1985 году Михаил Горбачев озвучил мировому сообществу идею построить термоядерный реактор нового поколения. Прошло немало времени, прежде чем появился проект ITER — International Thermonuclear Experimental Reactor. Реализовать его решили на юге Франции, недалеко от Марселя, в исследовательском ядерном центре в городе Кадараш. В 2006 году началась стройка огромной установки высотой с девятиэтажный дом.

На первом этапе токамак будет работать на водороде, потом на дейтерии, чтобы протестировать режимы. Затем в ход пойдет дейтериево-тритиевое топливо, с помощью которого запустят термоядерную реакцию. Реактор планируют включать в режиме "чайника", сеансами по 300 секунд, потом запустят непрерывно.

Вырабатываемые в результате термоядерной реакции быстрые нейтроны станут нагревать воду в бланкетах — особых модулях, которыми токамак выложен внутри. Горячую воду потом сольют в бассейны, где она просто остынет. Питать энергией сеть реактор не будет, ведь он экспериментальный.

© РИА Новости / Алина ПолянинаМощные электромагнитные поля удерживают раскаленную плазму в токамаке
Мощные электромагнитные поля удерживают раскаленную плазму в токамаке

Вкладываем мозги и оборудование

По масштабу задач и затратам ИТЭР сравнивают с космическими программами и Большим адронным коллайдером. Его строят 35 стран, из которых семь, включая Россию, — вносят наибольший вклад, они же владеют на равных всеми научными и технологическими результатами проекта. Стоимость установки оценивают в 20 миллиардов евро, большая часть которых идет взаимозачетом в виде поставок оборудования.

© Фото : ITERГалета для тороидальной катушки магнитного поля ПФ-1, изготовленная в Санкт-Петербурге
Галета для тороидальной катушки магнитного поля ПФ-1, изготовленная в Санкт-Петербурге

В этом году Россия поставила первый из 23-тонных патрубков для вакуумной камеры, рассказал РИА Новости Анатолий Красильников, директор ИТЭР-Центра. На Средне-Невском судостроительном заводе в Санкт-Петербурге изготовили пятую по счету галету для тороидальной катушки магнитного поля. Всего нужно восемь галет, из которых к 2021 году соберут трехсоттонный модуль и водрузят наверху токамака. По словам Красильникова, в уходящем году Россия поставила несколько партий коммутирующего оборудования. Сейчас в Кадараше разгружают последнюю машину с приборами. Поставлять патрубки и коммутирующее оборудование наша страна продолжит и в следующем году. В прошлом российские специалисты изготовили и отправили для ИТЭР множество деталей, в том числе сверхпроводники для катушек.

Строительство международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР). Архивное фото
Гендиректор: Россия образцово работает по термоядерному проекту ИТЭР

"ИТЭР — очень сложная конструкция. Все его системы уникальны, потому что создаются впервые", — пояснил Красильников. По его мнению, принципиальных препятствий для проекта нет, что же касается технологических и научных проблем, то их решают. К примеру, российские ученые работают над проблемой срывов плазмы — так называют явление резкого охлаждения топлива и выплеска его на стенку реактора, отчего она может пострадать и даже расплавиться. Это грозит остановкой токамака на многие месяцы для ремонта. "Есть признаки, по которым физики распознают, что в плазме готовится срыв. Методика предсказания срывов и их предотвращения находится в стадии разработки. Ученые из Курчатовского института ведут расчеты моделей разных срывов и воздействий на них, чтобы смягчить. Задача — растянуть срыв плазмы во времени и разбросать по площади, чтобы загасить", — уточнил Красильников.

Предполагается, что в рабочем режиме установка даст 500 мегаватт энергии. Это в пять раз больше, чем она потребит. Если ИТЭР окажется эффективным, в 2040 году он даст старт коммерческому термоядерному реактору DEMO.

© Фото : ITERСооружение, где будет установлен токамак
Сооружение, где будет установлен токамак

Энтузиасты термоядерной энергетики отмечают ее экологические преимущества по сравнению с традиционной и ядерной. Токамак не загрязняет окружающую среду углекислым газом, не опасен с точки зрения радиации, наоборот, с его помощью можно утилизировать отработанное ядерное топливо. И все же источником дешевой энергии он не станет, по крайней мере, пока в нашем распоряжении находятся большие запасы ископаемого топлива.

РИА Наука
Комментарии
14 пользователей оставили 24 комментария
Если бы человечество не занималось ерундой, как-то: войнами, санкциями, навязыванием своего мнения и т.п, то давно бы уже черпало энергию от термоядерных реакторов, да и к Марсу бы давно слетало.
точно, пока всю нефть и газ не выкачают не дадут никаким видам дешевой энергии пробраться в нашу жизнь.
Наверх
Авторизация
He правильное имя пользователя или пароль
Войти через социальные сети
Регистрация
E-mail
Пароль
Подтверждение пароля
Введите код с картинки
He правильное имя пользователя или пароль
* Все поля обязательны к заполнению
Восстановление пароля
E-mail
Инструкции для восстановления пароля высланы на
Смена региона
Идет загрузка...
Произошла ошибка... Повторить
правила комментирования материалов

Регистрация пользователя в сервисе РИА Клуб на сайте Ria.Ru и авторизация на других сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» при помощи аккаунта или аккаунтов пользователя в социальных сетях обозначает согласие с данными правилами.

Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.

Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.

Публикуются комментарии только на тех языках, на которых представлено основное содержание материала, под которым пользователь размещает комментарий.

На сайтах медиагруппы МИА «Россия сегодня» может осуществляться редактирование комментариев, в том числе и предварительное. Это означает, что модератор проверяет соответствие комментариев данным правилам после того, как комментарий был опубликован автором и стал доступен другим пользователям, а также до того, как комментарий стал доступен другим пользователям.

Комментарий пользователя будет удален, если он:

  • не соответствует тематике страницы;
  • пропагандирует ненависть, дискриминацию по расовому, этническому, половому, религиозному, социальному признакам, ущемляет права меньшинств;
  • нарушает права несовершеннолетних, причиняет им вред в любой форме;
  • содержит идеи экстремистского и террористического характера, призывает к насильственному изменению конституционного строя Российской Федерации;
  • содержит оскорбления, угрозы в адрес других пользователей, конкретных лиц или организаций, порочит честь и достоинство или подрывает их деловую репутацию;
  • содержит оскорбления или сообщения, выражающие неуважение в адрес МИА «Россия сегодня» или сотрудников агентства;
  • нарушает неприкосновенность частной жизни, распространяет персональные данные третьих лиц без их согласия, раскрывает тайну переписки;
  • содержит ссылки на сцены насилия, жестокого обращения с животными;
  • содержит информацию о способах суицида, подстрекает к самоубийству;
  • преследует коммерческие цели, содержит ненадлежащую рекламу, незаконную политическую рекламу или ссылки на другие сетевые ресурсы, содержащие такую информацию;
  • имеет непристойное содержание, содержит нецензурную лексику и её производные, а также намёки на употребление лексических единиц, подпадающих под это определение;
  • содержит спам, рекламирует распространение спама, сервисы массовой рассылки сообщений и ресурсы для заработка в интернете;
  • рекламирует употребление наркотических/психотропных препаратов, содержит информацию об их изготовлении и употреблении;
  • содержит ссылки на вирусы и вредоносное программное обеспечение;
  • является частью акции, при которой поступает большое количество комментариев с идентичным или схожим содержанием («флешмоб»);
  • автор злоупотребляет написанием большого количества малосодержательных сообщений, или смысл текста трудно либо невозможно уловить («флуд»);
  • автор нарушает сетевой этикет, проявляя формы агрессивного, издевательского и оскорбительного поведения («троллинг»);
  • автор проявляет неуважение к русскому языку, текст написан по-русски с использованием латиницы, целиком или преимущественно набран заглавными буквами или не разбит на предложения.

Пожалуйста, пишите грамотно — комментарии, в которых проявляется пренебрежение правилами и нормами русского языка, могут блокироваться вне зависимости от содержания.

Администрация имеет право без предупреждения заблокировать пользователю доступ к странице в случае систематического нарушения или однократного грубого нарушения участником правил комментирования.

Пользователь может инициировать восстановление своего доступа, написав письмо на адрес электронной почты moderator@rian.ru

В письме должны быть указаны:

  • Тема – восстановление доступа
  • Логин пользователя
  • Объяснения причин действий, которые были нарушением вышеперечисленных правил и повлекли за собой блокировку.

Если модераторы сочтут возможным восстановление доступа, то это будет сделано.

В случае повторного нарушения правил и повторной блокировки доступ пользователю не может быть восстановлен, блокировка в таком случае является полной.

Чтобы связаться с командой модераторов, используйте адрес электронной почты moderator@rian.ru или воспользуйтесь формой обратной связи.

Заявка на размещение пресс-релиза
Компания
Контактное лицо
Контактный телефон или E-mail
Комментарий
Введите код с картинки
Все поля обязательны к заполнению. Услуга предоставляется на коммерческой основе.
Заявка успешно отправлена