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

Стечение обстоятельств Стечение обстоятельств

Скотч делают из ячменя, но это далеко не главный ингредиент

Вокруг света
«Ваша цель — сделать так, чтобы вы шестимесячной давности выглядели идиотом в глазах себя сегодняшнего» «Ваша цель — сделать так, чтобы вы шестимесячной давности выглядели идиотом в глазах себя сегодняшнего»

Советы и бизнес-истории для начинающих предпринимателей от Остина Рифа

VC.RU
Форменное благочестие Форменное благочестие

Простое печенье маамуль издавна объединяет неспокойный мир Ближнего Востока

Вокруг света
8 книг о важном: как говорить с детьми на серьезные темы 8 книг о важном: как говорить с детьми на серьезные темы

7 книг, которые помогут тебе поднять сложные темы в разговоре с ребенком

Cosmopolitan
Аграрный связной Аграрный связной

Как немец Штефан Дюрр использует 630 000 га российской земли

Forbes
Ураганы повлияли на пуэрториканских насекомых сильнее климатических изменений Ураганы повлияли на пуэрториканских насекомых сильнее климатических изменений

Это противоречит выводам широко цитируемой статьи 2018 года

N+1
Ровно и дерзко: новый кроссовер Mazda приехал в Россию Ровно и дерзко: новый кроссовер Mazda приехал в Россию

Новая Mazda CX-30 — это, по сути, приподнятая и немного увеличенная Mazda3

Forbes
Осторожно! 10 популярных бьюти-процедур, которые могут обернуться кошмаром Осторожно! 10 популярных бьюти-процедур, которые могут обернуться кошмаром

Многие популярные процедуры все-таки лучше доверить профессионалам

Cosmopolitan
Драма-принц Драма-принц

Встречайте: Джош О’Коннор

Glamour
Насекомые — пища на все времена Насекомые — пища на все времена

Поедание насекомых стимулировало трудовую деятельность наших предков

Наука и жизнь
Тайна перевала Дятлова: неожиданный источник разгадки Тайна перевала Дятлова: неожиданный источник разгадки

Удалось ли современной науке разгадать тайну перевала Дятлова?

Cosmopolitan
Паоло Солери и Arcosanti: как построить Бога Паоло Солери и Arcosanti: как построить Бога

Дом Паоло Солери называется Cosanti, то есть что-то вроде «дело против»

Weekend
Попутная нефтяная энергия Попутная нефтяная энергия

Чашкинская ГТЭС в Пермском крае будет перерабатывать попутный нефтяной газ

Наука
Что делать, если вы с партнером совершенно по-разному смотрите телевизор Что делать, если вы с партнером совершенно по-разному смотрите телевизор

Как правильно потреблять стриминговые медиа, если вы в паре

GQ
«Устала я воевать, детка»: истории пяти героинь Великой Отечественной войны «Устала я воевать, детка»: истории пяти героинь Великой Отечественной войны

Пять историй женщин, которые воевали в Великую Отечественную войну

Cosmopolitan
Почему в корпорации исчезает атмосфера стартапа: опыт главы Waze, который боролся за свободу внутри Google и сдался Почему в корпорации исчезает атмосфера стартапа: опыт главы Waze, который боролся за свободу внутри Google и сдался

Ноам Бардин — что произошло с его независимым стартапом после продажи ИТ-гиганту

VC.RU
Затягивают не на шутку: «Топи» и другие жуткие российские мистические сериалы Затягивают не на шутку: «Топи» и другие жуткие российские мистические сериалы

Самые лучшие российские мистические триллеры и детективы

Cosmopolitan
Варя, надежда, любовь Варя, надежда, любовь

Актриса Варвара Шмыкова говорит, что эмоции у нее всегда через край

Cosmopolitan
А ты пиши А ты пиши

Линор Горалик — о свободе творчества в мире, состоящем из ограничений

Vogue
Парусные самолёты: бывает и такое! Парусные самолёты: бывает и такое!

Как летательные аппараты оснастили парусом

Популярная механика
Организатор похорон, врач, клоун: кем звезды мечтали стать в детстве Организатор похорон, врач, клоун: кем звезды мечтали стать в детстве

Далеко не все актеры и артисты определились с призванием в школьные годы

Cosmopolitan
Чек-ап для женщин Чек-ап для женщин

Какие анализы нам нужно сдавать и в каком возрасте?

Лиза
Пробки навсегда? О транспортных сетях в Москве и России Пробки навсегда? О транспортных сетях в Москве и России

Что не так с российскими путями сообщения и что можно с этим сделать

N+1
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 странные идеи свиданий, которые вас сблизят: она поймет, что ты не такой, как все Самые странные идеи свиданий, которые вас сблизят: она поймет, что ты не такой, как все

Быть чудиками на свиданиях не зазорно

Playboy
Линейные уравнения Линейные уравнения

Илья и Светлана Хомяковы сделали квартиру сложной формы удобным пространством

AD
Сцепились языками Сцепились языками

Александр Добровинский объясняет, как в юности накопил большой словарный запас

Tatler
Синдром отличника Синдром отличника

Актер «Гоголь-центра» Михаил Тройник — о выборе, искусстве и точных науках

OK!
Мадс Миккельсен: «История русских — это драма. Но вы умеете видеть свет даже в самой темной дыре» Мадс Миккельсен: «История русских — это драма. Но вы умеете видеть свет даже в самой темной дыре»

Мадс Миккельсен — о черной комедии из Скандинавии «Рыцари справедливости»

Esquire
Маршрут на выходные: космические пейзажи Северной Осетии Маршрут на выходные: космические пейзажи Северной Осетии

Северная Осетия — роскошные отели и заброшенные деревни.

GQ
Открыть в приложении