Как российские ученые приняли участи в разработке реактора ИТЭР

НаукаНаука

Термоядерный реактор: начало сборки

Мария Роговая

Доктор физико-математических наук Александр Бурдаков. Фото: Вера Сальницкая

В середине августа 2020 года весь мир узнал о начале сборки реактора ИТЭР — крупнейшего международного проекта современности, воплощении человеческой мечты о дешевой и экологически безопасной, или зеленой, энергии. Подробнее о проекте и участии в нем российских ученых, в частности сотрудников Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук, рассказал советник директора ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Александр Бурдаков.

Море зеленой энергии

— Инициатором этой работы выступил академик Евгений Велихов еще в разгар перестройки в СССР,— вспоминает ученый.— Тогда же Михаилу Горбачеву удалось договориться с Рональдом Рейганом о совместном создании термоядерного реактора. Соединенные Штаты Америки в консультациях с Японией и Европейским сообществом выдвинули предложение относительно того, каким образом осуществлять такую деятельность. Уже в 1988 году началась фаза концептуального проектирования, затем был создан технический проект

К участникам проекта присоединились Китай, Корея и Индия. Местом строительства выбрали юг Франции, неподалеку от Марселя, где находятся французский ядерный центр Кадараш и Комиссариат по альтернативным видам энергетики CEA. Кроме большого опыта в области создания оборудования для ядерной энергетики для строительства ИТЭР нужен был участок, доступный для крупного судоходства, поскольку масса деталей реактора составляет сотни тонн и превышает допустимые пределы возможностей наземных видов грузового транспорта.

Первый прообраз термоядерного реактора — ТОКАМАК (тороидальная камера с магнитными катушками) — был изобретен и построен в СССР в 1954 году. Она представляет собой обмотанную магнитными катушками вакуумную камеру, внутри которой находится плазма, нагретая до десятков миллионов градусов. С того момента как в СССР появился первый работающий ТОКАМАК, в мире начался настоящий бум в области физики плазмы. Все поняли, что создание настоящего термоядерного реактора позволило бы отказаться от всех остальных видов энергии, прекратить сжигание топлива и выбросы в атмосферу двуокиси углерода и целого списка других вредных веществ. Непрерывно горящая плазма, процесс горения которой однажды вышел бы в режим самоподдержания — а именно это и должно произойти в ИТЭР, правда, на короткие промежутки времени,— это была бы победа над ресурсоемким производством энергии, над добывающей промышленностью, выкачивающей из недр все мыслимые и немыслимые ресурсы — уголь, нефть, газ. Никаких ресурсов, ноль выбросов и целое море энергии.

Лед и пламя

Эйфория после взрыва водородной бомбы, который показал термоядерную энергию в действии, прошла после того, как выяснилось, что управление горением плазмы — задача крайне сложная. Дело в том, что плазма, которая состоит из газовой смеси двух изотопов водорода — дейтерия и трития, должна иметь температуру горения 100 млн градусов. Такая температура на период длительностью несколько секунд была неоднократно достигнута в качестве пиковой отметки на установках термоядерной энергии в Европе, Японии, США, Корее и Китае. Удержание такой температуры на большие периоды времени, а в идеале — в постоянном режиме, должно происходить благодаря постоянному магнитному полю, которое может быть обеспечено только при условии, что магнитные катушки сделаны из сверхпроводящих материалов. Но сверхпроводники хорошо работают как раз при отрицательных температурах, то есть при 4 К, или минус 270 °С. Причем эти объекты — ледяной и горящий — внутри установки расположены всего в нескольких метрах друг от друга. Для термоизоляции этих двух объектов используются сложные системы магнитного поля. Тем не менее вопрос термоизоляции — далеко не самый сложный среди целого ряда других технических проблем. Одна из таких проблем — это чистота плазмы, которая в ходе своего горения довольно быстро загрязняется, несмотря на то что оно происходит в сверхчистой вакуумной камере. Дело в том, что плазма не всегда горит равномерно, а зачастую локализуется около стенки камеры и начинает расплавлять ее. Как только в плазме появляются эле менты примеси, эта примесь становится источником тормозного излучения. Тормозным оно называется, поскольку его испускает быстрая заряженная частица, которая тормозит в электрическом поле и при этом рассеивается. Если таких частиц примеси оказывается больше определенного количества, плазма не может продолжать гореть.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Андрей Филатов: «Цифровизация — это инструмент выживания» Андрей Филатов: «Цифровизация — это инструмент выживания»

Почему именно сейчас цифровизация стала таким мощным инструментом выживания

РБК
Глубинное кипение магмы Глубинное кипение магмы

Физическая теория связала глубокие землетрясения на Камчатке с дегазацией магмы

Наука
Вы считаете себя талантливым человеком? Вопрос дня Вы считаете себя талантливым человеком? Вопрос дня

Участники проекта «Сноб» рассказывают, считают ли они себя талантливыми

СНОБ
Водка у таксистов, или Что роднило СССР и Великобританию Водка у таксистов, или Что роднило СССР и Великобританию

О британской кухне в 70-е годы советский человек мог сказать только одно

СНОБ
Синдром окончания пандемии: как заставить себя вернуться в офис после карантина Синдром окончания пандемии: как заставить себя вернуться в офис после карантина

Как вернуться в офис с удаленки, чтобы не было мучительно больно

Cosmopolitan
10 самых правильных пород кошек 10 самых правильных пород кошек

Удивительные породы кошек

Maxim
От шаровар к легинсам: в чем женщины занимались спортом раньше и в чем сейчас От шаровар к легинсам: в чем женщины занимались спортом раньше и в чем сейчас

Какой путь прошел женский спортивный костюм за историю своего существования?

Cosmopolitan
Самые интересные факты о Майкле Бэе Самые интересные факты о Майкле Бэе

Майкл Бэй подарил нам больше огня и взрывов, чем все другие вместе взятые

Maxim
Самые известные ниндзя в истории Самые известные ниндзя в истории

Имена тех ниндзя, которых удалось поймать

Maxim
Зайки и лужайки: что делать, если родственники уговаривают родить ребенка? Зайки и лужайки: что делать, если родственники уговаривают родить ребенка?

Прекрасный ответ на бесконечные предложения срочно обзавестись потомством

Cosmopolitan
Telegram Павла Дурова выпускает бонды: что с этим не так Telegram Павла Дурова выпускает бонды: что с этим не так

Стоит ли инвестировать в бонды Telegram и о чем не говорит Павел Дуров

Forbes
О Германе-прозаике О Германе-прозаике

Сценарии, написанные Германом в соавторстве с его супругой Светланой Кармалитой

Полка
Инклюзивный наем: зачем компании берут на работу людей с физическими и ментальными особенностями Инклюзивный наем: зачем компании берут на работу людей с физическими и ментальными особенностями

Что упускает бизнес, с недоверием относящийся к сотрудникам с инвалидностью?

Forbes
Педофил и насильник? Новые подробности скандала вокруг Вуди Аллена Педофил и насильник? Новые подробности скандала вокруг Вуди Аллена

Какие обвинения в адрес Вуди Аллена выдвигает его приемная дочь и правда ли это?

Cosmopolitan
Медиация: решаем конфликты с помощью профессионального посредника Медиация: решаем конфликты с помощью профессионального посредника

Медиатор — помощник в решении конфликтных ситуаций и экологичных разводах

Psychologies
Робот – лучший повар Робот – лучший повар

Намучившись с самодеятельной кулинарией, он решил поручить эти заботы технике

Популярная механика
«Титаники» наших дней: чем опасны круизы сегодня «Титаники» наших дней: чем опасны круизы сегодня

Часть романтики морских путешествий состоит в ощущении опасности

Популярная механика
«До конца времен: Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной» «До конца времен: Сознание, материя и поиск смысла в меняющейся Вселенной»

Вселенная обречена: звезды погаснут, исчезнут галактики

N+1
Подарок на День святого Валентина любимой девушке: 8 свежих идей от Playboy Подарок на День святого Валентина любимой девушке: 8 свежих идей от Playboy

Подборка оригинальных и креативных подарков для возлюбленной

Playboy
Дар неудачи Дар неудачи

Отпустите детей – они сами справятся

kiozk originals
Шок-система: нарасти полкило мышц за 1 час в неделю Шок-система: нарасти полкило мышц за 1 час в неделю

Шоковая система тренировок!

Maxim
Правила жизни Айн Рэнд Правила жизни Айн Рэнд

Писатель, скончалась в 1982 году в Нью-Йорке

Esquire
Оливковые и виноградные косточки рассказали о специализации хозяйства у минойцев Оливковые и виноградные косточки рассказали о специализации хозяйства у минойцев

Сложный ландшафт — причина появления сельскохозяйственных предпочтений минойцев

N+1
Праздник женских удовольствий: 24 часа только для себя Праздник женских удовольствий: 24 часа только для себя

Перезагрузиться и расслабиться душой и телом мы вполне можем за один день

Psychologies
Как очистить кэш Яндекс Браузера на ПК и смартфоне Как очистить кэш Яндекс Браузера на ПК и смартфоне

Несколько способов очистить кэш браузера Яндекс

CHIP
«Закупали фены на личную кредитку сотрудника»: как открыть парикмахерскую в разгар пандемии и кризиса «Закупали фены на личную кредитку сотрудника»: как открыть парикмахерскую в разгар пандемии и кризиса

На какие жертвы пришлось идти, чтобы запустить новый бизнес-проект в 2020 году

Forbes
Какой получилась игра The Medium — первый в истории хоррор с двумя реальностями в одном экране Какой получилась игра The Medium — первый в истории хоррор с двумя реальностями в одном экране

The Medium — самый дорогой проект студии Bloober Team, и это их лучшая игра

Esquire
Полстейка для России Полстейка для России

России, несмотря на кризис, в дефиците самый дорогой вид мяса — говядина

Эксперт
Менсплейнинг — зло: женщины поделились историями, когда мужчины с умным видом втирали им очевидное Менсплейнинг — зло: женщины поделились историями, когда мужчины с умным видом втирали им очевидное

Как мужчины поучают женщин, независимо от того, насколько они сами компетентны

Playboy
У Лукоморья труп зеленый. О чем на самом деле рассказывается в добрых детских сказках У Лукоморья труп зеленый. О чем на самом деле рассказывается в добрых детских сказках

Ты даже не представляешь, какие детские сказки читали наши прапрапрадеды

Maxim
Открыть в приложении