Сергей Гаранин рассказывает о состоянии разработок лазерного термояда

ЭкспертНаука

Лазер, зажигающий Солнце на Земле

Директор Института лазерно-физических исследований РФЯЦ-ВНИИЭФ академик РАН Сергей Гаранин рассказывает о состоянии разработок лазерного термояда в России и в мире

Александр Механик

Камера взаимодействия установки УФЛ-2М, где будет протекать термоядерная реакция. РФЯЦ-ВНИИЭФ

Человечество стоит перед сложнейшей проблемой. С одной стороны, постоянно растущая потребность в энергии, которую пока в основном производят на основе ископаемого топлива, с другой — всё более строгие ограничения на подобное производство, вызванные климатическими изменениями. Пока это противоречие человечество пытается разрешить с помощью альтернативной энергетики. Но, во-первых, ее возможности ограничены, а во-вторых, вид Земли, заставленной многими тысячами ветряков и покрытой тысячами квадратных километров солнечных панелей, тоже не вызывает энтузиазма. Не говоря уже о проблемах их производства, совсем не экологичного, и проблемах переработки отходов этой энергетики. Например, захоронения и переработки лопастей ветряков, утилизации гигантского количества аккумуляторов, которые требуются для накопителей энергии.

Казалось бы, уже давно известно, что все эти проблемы может решить использование управляемой термоядерной реакции, ведь источники этой энергии на Земле, можно сказать, неисчерпаемы, а физические принципы ее получения давно известны. Еще в 19501960-е годы советские физики Лаврентьев, Сахаров, Тамм, Арцимович и другие предложили два основных метода: на основе токамаков и с применением лазеров. Однако техническая реализация обоих методов оказалась настолько сложной, что до настоящего времени создать промышленные образцы таких реакторов не удалось. Тем не менее, инженеры и физики во всем мире не теряют надежды.

Работы над токамаками ведутся во многих странах мира, их уже построено более трехсот. А с 2007 года силами нескольких стран ведется строительство международного токамака в Кадараше на юге Франции, проектирование которого началось еще в конце 1980-х. В то же время работы по созданию термоядерных реакторов на лазерах ведутся, по большому счету, только в двух странах: США и России. В России эти работы сконцентрированы в Институте лазерно-физических исследований Российского федерального ядерного центра — Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики (РФЯЦ-ВНИИЭФ) в Сарове. Мы попросили ответить на наши вопросы о состоянии лазерного термояда в России и в мире директора этого института академика РАН Сергея Гаранина, который начал нашу беседу с рассказа о термоядерном синтезе в целом.

Директор Института лазерно-физических исследований РФЯЦ-ВНИИЭФ, академик РАН Сергей Гаранин

— Ядерный синтез — основной источник энергии во Вселенной. Превращение ядер водорода в более тяжелые элементы таблицы Менделеева — источник излучения звезд, в частности нашего Солнца. Благодаря ядерному синтезу существует жизнь на Земле. Чтобы легкие ядра вступили в связь и образовали новое ядро, необходимо их сблизить на очень малое расстояние, так как ядерные силы — короткодействующие. Чтобы сблизить два положительно заряженных ядра, надо сообщить им большую скорость, обеспечивающую преодоление кулоновского отталкивания ядер. Самый простой способ сообщить большую скорость частицам — нагреть вещество до высоких температур (как правило, это сотни миллионов градусов). Поэтому этот подход и получил название «термоядерный синтез». Кроме того, состояние с высокой температурой должно поддерживаться достаточно долго, так как вероятность прохождения реакции ядерного взаимодействия очень мала. Такие условия реализуются в звездах, где гравитационное притяжение удерживает вещество звезд неограниченно долго, а выделившаяся при ядерном синтезе энергия поддерживает высокую температуру.

Конечно, состояние вещества при таких высоких температурах не похоже на привычные нам состояния вещества на Земле: твердое, жидкое и газообразное. Говорят, что вещество превращается в плазму, в которой атомы ионизируются, то есть электроны из связанного состояния переходят в свободное, а вещество становится смесью положительно заряженных ядер — ионов и отрицательно заряженных электронов. Именно использование свойств плазмы как нового, четвертого, состояния вещества и стало основой для развития направления управляемого термоядерного синтеза. Если нагрев вещества, в нашем случае изотопов водорода, в принципе понятен, то остается проблема поддержания высокой температуры в лабораторных условиях. Подходы к решению этой проблемы и определили два направления развития управляемого термоядерного синтеза.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Страхи и перспективы восьмого созыва Страхи и перспективы восьмого созыва

Чего ждать от восьмого созыва Госдумы

Эксперт
“Нам свойственно идеализировать прошлое»: как молодые артисты возвращают моду на ретро-музыку” “Нам свойственно идеализировать прошлое»: как молодые артисты возвращают моду на ретро-музыку”

Феномен ностальгии в новой русской музыке

Esquire
Одиночество в OnlyFans Одиночество в OnlyFans

Зачем люди платят за персональный эротический контент

Эксперт
7 высоковольтных фактов об электровездеходе «УАЗ-Спартан» 7 высоковольтных фактов об электровездеходе «УАЗ-Спартан»

Быстрее, круче, тяжелее!

Maxim
Донбасс против Украины: кто победит? Донбасс против Украины: кто победит?

Сравнение военного потенциала участников войны в Донбассе

Эксперт
Легка на подъем: 8 деталей картины «Прогулка» Марка Шагала Легка на подъем: 8 деталей картины «Прогулка» Марка Шагала

Картина «Прогулка» — о том, что теперь у него есть все для счастья

Вокруг света
На кобыле — без узды На кобыле — без узды

Компания SberAutoTech представила прототип беспилотного микроавтобуса

Эксперт
Или Цезарь ‒ или ничто Или Цезарь ‒ или ничто

Цезарь и печенье с шоколадной крошкой: блюда, появившиеся случайным образом

Psychologies
Новая жизнь за партой Новая жизнь за партой

Рынок дополнительного образования для взрослых переживает подъем

Эксперт
Новый завет Новый завет

Как дизайнеры переосмысляют наследие своих брендов сквозь призму XXI века

Vogue
Сара, Сабрина и Ламия: Франция глазами мигрантов Сара, Сабрина и Ламия: Франция глазами мигрантов

Что думают француженки из стран Магриба об успехах мультикультурализма

Эксперт
В сто раз проще и в десятки раз быстрее — как 3D-печать совершила переворот в частном освоении космоса В сто раз проще и в десятки раз быстрее — как 3D-печать совершила переворот в частном освоении космоса

3D-принтеры на порядки облегчили работу инженеров космической отрасли

TJ
MAXIM посмотрел новый фильм «Дюна» и забыл, что книга лучше MAXIM посмотрел новый фильм «Дюна» и забыл, что книга лучше

Можно прекратить грызть кактус и закопать видеокассету с «Дюной» Дэвида Линча

Maxim
Орёл и решка в Риме Орёл и решка в Риме

Коллекционные монеты стабильно растут в цене, вызывая интерес даже у ювелиров

Robb Report
Боевой характер Боевой характер

Дмитрий Мазепин 25 лет воюет за влияние, активы и репутацию

Forbes
Ваня Дмитриенко: «Я чувствую себя победителем» Ваня Дмитриенко: «Я чувствую себя победителем»

Как Ваня Дмитриенко стал открытием 2021-го года

Esquire
Страдающие от инбридинга какапо избежали ускоренного накопления вредных мутаций Страдающие от инбридинга какапо избежали ускоренного накопления вредных мутаций

Как птицам какопо помог очищающий отбор

N+1
4 HR-проблемы, которые можно решить с помощью цифровых сервисов 4 HR-проблемы, которые можно решить с помощью цифровых сервисов

Процессы управления персоналом можно быстро и недорого автоматизировать

Inc.
Нефутбол и прочие игры: фильмы о том, что спорт — женское дело Нефутбол и прочие игры: фильмы о том, что спорт — женское дело

Фильмы, в которых женщины прекрасно играют в футбол, бегают и мечут диски

Cosmopolitan
6 привычек, которые вредят отношениям 6 привычек, которые вредят отношениям

Возможно, пора изменить что-то в себе, чтобы и отношения изменились к лучшему?

Psychologies
Почему Китай ополчился на BTS, Blackpink и другой корейский поп Почему Китай ополчился на BTS, Blackpink и другой корейский поп

Амбассадоры коммунизма не дремлют

GQ
Лови момент: 10 поразительных явлений Лови момент: 10 поразительных явлений

Самые удивительные явления в мире

Вокруг света
Как перестать быть вежливым и полюбить безумное порно Как перестать быть вежливым и полюбить безумное порно

О реконструкции непристойности в фильме Раду Жуде «Безумное кино для взрослых»

Weekend
8 неизвестных сериалов по книгам Агаты Кристи 8 неизвестных сериалов по книгам Агаты Кристи

Достойные многосерийные сериалы, снятые по книгам «королевы детектива»

Psychologies
Слежка за ледником Слежка за ледником

Команда National Geographic установила в Андах автономную метеостанцию

National Geographic
Китайский марсоход прислал бескрайнюю панораму Красной планеты перед тем, как отключиться Китайский марсоход прислал бескрайнюю панораму Красной планеты перед тем, как отключиться

Марсоход «Чжужун» сделал новую панораму «Утопии» на Марсе

National Geographic
Как секта становится фундаментом идеального города Как секта становится фундаментом идеального города

Григорий Ревзин о Джеймсе Силке Бэкингеме и проекте города Виктория

Weekend
Эль Лисицкий. Опережая время Эль Лисицкий. Опережая время

Как знаменитый авангардист Эль Лисицкий сконструировал мир, в котором мы живем

Культура.РФ
Жизнь в лабиринте: почему в России все еще ждут новых романов Пелевина Жизнь в лабиринте: почему в России все еще ждут новых романов Пелевина

Виктор Пелевин может сыграть роль пророка, но чаще работает психотерапевтом

Forbes
У берегов Сицилии обнаружили четыре древних тарана. Они помогли римлянам победить Карфаген У берегов Сицилии обнаружили четыре древних тарана. Они помогли римлянам победить Карфаген

Четыре древних бронзовых тарана достали с римских кораблей

National Geographic
Открыть в приложении