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

Luxor короче! Luxor короче!

Мы запланировали большое интервью, но Артур Шмыгин живет в скоростном режиме

Playboy
В Египте нашли самую древнюю промышленную пивоварню В Египте нашли самую древнюю промышленную пивоварню

Предприятие возрастом около 5100 лет могло производить более 22000 литров пива

N+1
Филиалы ада на Земле: 5 мест, где почему-то живут люди Филиалы ада на Земле: 5 мест, где почему-то живут люди

Ознакомительное путешествие по филиалам ада на Земле!

Maxim
Как тиктокер Костя Киевский попал под статью за хулиганство на протестах и набрал 800 000 подписчиков Как тиктокер Костя Киевский попал под статью за хулиганство на протестах и набрал 800 000 подписчиков

Что грозит Косте Киевскому после ареста и как складывалась карьера тиктокера?

Forbes
Как сделать аромат стойким, ярким и шлейфовым: 16 работающих лайфхаков Как сделать аромат стойким, ярким и шлейфовым: 16 работающих лайфхаков

Как продлить стойкость любимым духам, которые почему-то быстро выветриваются

Cosmopolitan
15 модных укладок на День святого Валентина (на самом деле — на каждый день) 15 модных укладок на День святого Валентина (на самом деле — на каждый день)

Шикарные укладки, которые можно делать и без повода

Cosmopolitan
13,5 вещей с аппетитными названиями, которые несъедобны и даже смертельны 13,5 вещей с аппетитными названиями, которые несъедобны и даже смертельны

Выплюнь это немедленно!

Maxim
Посттравматический абсурд Посттравматический абсурд

«Рыцари справедливости» — депрессивная комедия о смысле жизни

Weekend
Робот – лучший повар Робот – лучший повар

Намучившись с самодеятельной кулинарией, он решил поручить эти заботы технике

Популярная механика
Как сохранить крестец здоровым: упражнения для людей любого возраста Как сохранить крестец здоровым: упражнения для людей любого возраста

Как сохранить здоровье крестца и всего организма?

Psychologies
Свободные взгляды Свободные взгляды

Режиссеры фильма «Дом Кардена» приглашают в путешествие по вселенной дизайнера

Vogue
Вдохновленные Вдохновленные

Книга о том, что нужно знать продакт-менеджеру

kiozk originals
Старшие и младшие Старшие и младшие

Как правильно воспитывать двух детей с большой разницей в возрасте?

Лиза
Термоядерные реакторы: есть ли у них будущее Термоядерные реакторы: есть ли у них будущее

Вторая половина XX века была периодом бурного развития ядерной физики

Популярная механика
Александр Колесов Александр Колесов

В феврале 2021 года у главного синоптика Петербурга важная годовщина

Собака.ru
По кусочку По кусочку

Есть ли какое-то объяснение привычки кусочничества?

Худеем правильно
Бойцы академического фронта Бойцы академического фронта

Деятели советской науки готовились к будущей войне с конца тридцатых годов

Наука
Крушение поезда на мосту через Тэй, крупнейшая железнодорожная авария в истории Великобритании Крушение поезда на мосту через Тэй, крупнейшая железнодорожная авария в истории Великобритании

Поразительно, как много выпало на долю одного моста

Maxim
Наука о землетрясениях, вулканах и гораздо большем Наука о землетрясениях, вулканах и гораздо большем

Сколько же на самом деле происходит землетрясений и извержений в мире и России

Наука
«Я смог бы сыграть всё» «Я смог бы сыграть всё»

Почему Антон Шагин не снимается в рекламе и не повторяется в ролях

OK!
13 фактов о коррупции 13 фактов о коррупции

Что такое коррупция и что мы о ней знаем?

Maxim
3D-печать удешевит создание ионных двигателей для кубсатов 3D-печать удешевит создание ионных двигателей для кубсатов

Новый двигатель получился размером с монету

N+1
Пока все дома Пока все дома

Анджелина Джоли впервые пустила в свой дом журналистов!

Grazia
История Джозефа Уэйла по прозвищу Желтый парень — самого страшного афериста доядерной эпохи История Джозефа Уэйла по прозвищу Желтый парень — самого страшного афериста доядерной эпохи

Перед этим мошенником снял бы шляпу даже Остап Бендер

Maxim
Миллиардер Андрей Андреев — Forbes: «После сделки с Blackstone вопрос финансирования у меня не стоит» Миллиардер Андрей Андреев — Forbes: «После сделки с Blackstone вопрос финансирования у меня не стоит»

Почему миллиардер Андрей Андреев инвестировал в рынок аудиосервисов

Forbes
Юмор, да и только Юмор, да и только

Декоратор Джонатан Адлер знает, как зарядить интерьер хорошим настроением

SALON-Interior
Как выглядят Как выглядят

Результаты исследования новейшего кратера газового выброса на Ямале

Популярная механика
Лубянский ванька-встанька Лубянский ванька-встанька

Виктор Ерофеев и литературное осмысление спорам вокруг памятника на Лубянке

СНОБ
5 лучших хорроров, чтобы не скучать в пандемию: часть 2 5 лучших хорроров, чтобы не скучать в пандемию: часть 2

Хорроры, которые помогут скоротать вечера и немного пощекотать нервы

Популярная механика
Прическа меняет все: этот парикмахер из Голливуда бесплатно стрижет бездомных людей Прическа меняет все: этот парикмахер из Голливуда бесплатно стрижет бездомных людей

Не веришь, что прическа способна изменить тебя до неузнаваемости?

Playboy
Открыть в приложении