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

Миротворец, превративший трон в катапульту Миротворец, превративший трон в катапульту

Усилия царя по спасению отечества и не предотвратили социальный взрыв

Дилетант
Пчелы оценили количество объектов при помощи нечисловых параметров Пчелы оценили количество объектов при помощи нечисловых параметров

Пчелы использовали неколичественные параметры для подсчета объектов

N+1
Три песни о любви Три песни о любви

Песни о любви: к королеве, к прошлому и даже разговор с мамой

Arzamas
Фазовый переход школьного «вещества» Фазовый переход школьного «вещества»

Отечественная школа драматически отстает от потенциала собственного развития

Наука
Она ест одни сладости! Она ест одни сладости!

Как скорректировать пищевые привычки ребенка?

Лиза
«Хорошо сохранилась»: что делает Дженнифер Энистон, чтобы круто выглядеть в 52 «Хорошо сохранилась»: что делает Дженнифер Энистон, чтобы круто выглядеть в 52

Любимые бьюти-приемы Дженнифер Энистон, помогающие ей выглядеть молодой

Cosmopolitan
Два капитана Два капитана

Квартира в Санкт-Петербурге оформлена так, как будто владельцы живут на курорте

AD
Виртуальная девушка поможет стать долгожителем Виртуальная девушка поможет стать долгожителем

Создатели приложения Otri хотят победить неправильное питание

Эксперт
Язык во владении Язык во владении

Категория собственности имеет разные формы выражения в разных языках

Наука
«Если я не смогу победить, то хотя бы буду смелым»: как устроена спортивная благотворительность в России «Если я не смогу победить, то хотя бы буду смелым»: как устроена спортивная благотворительность в России

Кто развивает спортивно-социальные благотворительные проекты в России

Forbes
«Нищебродов прошу не писать»: могут ли деньги сделать вас настоящим мужчиной «Нищебродов прошу не писать»: могут ли деньги сделать вас настоящим мужчиной

Григорий Туманов — о том, как связаны маскулинность и деньги

Forbes
«Невероятно настоящий». Коллеги Кирилла Серебренникова — о работе с ним «Невероятно настоящий». Коллеги Кирилла Серебренникова — о работе с ним

Коллеги и ученики Кирилла Серебренникова о том, чему они научились у него

РБК
Чувствует ли улитка боль: почему наше восприятие других живых существ так ограничено Чувствует ли улитка боль: почему наше восприятие других живых существ так ограничено

Глава из книги Николая Кукушкина «Хлопок одной ладонью» о мышлении и мозге

Forbes
«Макаров»: плохой хороший пистолет «Макаров»: плохой хороший пистолет

Пистолет Макарова — это такая же легенда, как автомат Калашникова

Maxim
Одна вокруг света: Робин Гуд Дикого Запада и кусочек родины в Вайоминге Одна вокруг света: Робин Гуд Дикого Запада и кусочек родины в Вайоминге

107-я серия о кругосветном путешествии Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
Женская сила Женская сила

За художницей Артемизией Джентилески закрепилась слава первой феминистки

Вокруг света
Яблоко в раздоре. Что члены партии думают о статье Явлинского с критикой Навального Яблоко в раздоре. Что члены партии думают о статье Явлинского с критикой Навального

Что думают о статье Явлинского с критикой Навального другие члены «Яблока»

СНОБ
GTA V: минимальные системные требования для комфортной игры GTA V: минимальные системные требования для комфортной игры

Требования для GTA V, которые определил разработчик

CHIP
Здоровая ревность: как она помогает сохранить отношения Здоровая ревность: как она помогает сохранить отношения

Психолог: бывает ли здоровая ревность и что делать, если есть причины ревновать

Psychologies
ЦБ будет чеканить блокчейн-монеты ЦБ будет чеканить блокчейн-монеты

Цифровой рубль может лишить банки доходов от платежей

Эксперт
10 изречений Энцо Феррари о жизни, любви и смерти в день его рождения 10 изречений Энцо Феррари о жизни, любви и смерти в день его рождения

Лучшие цитаты Энцо Феррари о любви, успехе, автомобилях, победе и жизни

Maxim
Человек рожден пьющим Человек рожден пьющим

Человек разумный имеет мотивацию к потреблению этанола

Наука
Беседа с художником Алексеем Беляевым-Гинтовтом о его нерукопожатности, евразийстве и участии в войне в Донбассе Беседа с художником Алексеем Беляевым-Гинтовтом о его нерукопожатности, евразийстве и участии в войне в Донбассе

Кто же такой Алексей Беляев-Гинтовт?

СНОБ
Жидобой против фуфлогона: подлинные значения тюремных татуировок Жидобой против фуфлогона: подлинные значения тюремных татуировок

Объясняем смысл рисунков и слов, которых пока нет в твоем лексиконе

Maxim
Американские орнитологи опровергли эффект стола для пикников в Патагонии Американские орнитологи опровергли эффект стола для пикников в Патагонии

Редкие залетные птицы — не показатель присутствия новых видов

N+1
Они настоящие Они настоящие

Александр Цыпкин выяснил, чего ждут женщины от современных мужчин

Cosmopolitan
Как начать заниматься в тренажерном зале: 16 советов от мировых тренеров Как начать заниматься в тренажерном зале: 16 советов от мировых тренеров

Как правильно начать заниматься фитнесом, сохранить мотивацию и избежать травм

Playboy
Топ-5 самых страшных научных (и не только) теорий, и стоит ли их бояться Топ-5 самых страшных научных (и не только) теорий, и стоит ли их бояться

Меньше знаешь — крепче спишь

Maxim
Пять способов борьбы с внутренней тревогой Пять способов борьбы с внутренней тревогой

Как рождается беспокойство и почему оно бывает выгодным для нас?

Psychologies
Самые безумные и странные традиции средних веков Самые безумные и странные традиции средних веков

Средневековые традиции, которые выходили за все рамки адекватности

Популярная механика
Открыть в приложении