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

Один на всех Один на всех

Максим Семеляк обнаруживает сбывшиеся пророчества в фильме «Брат 2»

Esquire
Алиса Фрейндлих и другие звезды «Служебного романа» 40 лет спустя Алиса Фрейндлих и другие звезды «Служебного романа» 40 лет спустя

Как сейчас выглядят звезды «Служебного романа»

Cosmopolitan
«И тогда я поняла: передо мной стоит моя мама!» «И тогда я поняла: передо мной стоит моя мама!»

Реальные истории обычных людей бывают интереснее, чем сюжеты фильмов и книг

Psychologies
Химики получили рекордное количество метанола из метана электрохимическим методом Химики получили рекордное количество метанола из метана электрохимическим методом

Ученые открыли способ перерабатывать сланцевый газ и биогаз

N+1
Медиация: решаем конфликты с помощью профессионального посредника Медиация: решаем конфликты с помощью профессионального посредника

Медиатор — помощник в решении конфликтных ситуаций и экологичных разводах

Psychologies
Стремитесь к прогрессу, а не к совершенству Стремитесь к прогрессу, а не к совершенству

Процесс не менее важен, чем результат, и вот почему

Psychologies
«Пока мы только спасаем свои жизни»: Марина Лошак в беседе с Ириной Мак «Пока мы только спасаем свои жизни»: Марина Лошак в беседе с Ириной Мак

Директриса ГМИИ им. А.С. Пушкина — об изменившейся художественной сцене

Школа Masters
Чего ждут работодатели от «свитчеров» — людей, которые решили сменить работу и пошли на онлайн-курсы Чего ждут работодатели от «свитчеров» — людей, которые решили сменить работу и пошли на онлайн-курсы

Работодатели — об ожиданиях от людей, сменивших род деятельности

VC.RU
Три стратегии для тех, кто хочет заставить капитал работать Три стратегии для тех, кто хочет заставить капитал работать

Чем руководствоваться при формировании инвестиционного портфеля

СНОБ
«Как составить планы на жизнь?»: метод основателя сервиса такси Gett Дэвида Вайсера «Как составить планы на жизнь?»: метод основателя сервиса такси Gett Дэвида Вайсера

Как составлять личные планы на много лет вперед

VC.RU
Таблетка от занудства. Первое знакомство с Peugeot 2008 Таблетка от занудства. Первое знакомство с Peugeot 2008

Одно из главных событий на кризисном российском автомбильном рынке

РБК
10 причин, по которым «критические дни» все не приходят 10 причин, по которым «критические дни» все не приходят

Почему месячные не приходят?

Cosmopolitan
Найдена замена кремнию: началась эра пoсткремниевой фотоники Найдена замена кремнию: началась эра пoсткремниевой фотоники

Дисульфид молибдена позволяет создать миниатюрные оптические устройства

Популярная механика
Поверх барьеров Поверх барьеров

9 мостов, представляющих культурное наследие человечества

Вокруг света
10 самых редких наборов LEGO, производившихся серийно 10 самых редких наборов LEGO, производившихся серийно

Бывают нумизматы, бывают филателисты, а бывают – коллекционеры LEGO

Популярная механика
7 очень странных исторических фактов о сексе 7 очень странных исторических фактов о сексе

Блесни эрудицией во время секса!

Maxim
Трещина в мироздании: правдивая история путешествия тибетского ламы в Страну Бессмертия Трещина в мироздании: правдивая история путешествия тибетского ламы в Страну Бессмертия

История жизни Тулшука Лингпы, который отправился на поиски страны бессмертия

Forbes
Екатерина Донцова-Солягина: Растет ли качество онлайн-образования Екатерина Донцова-Солягина: Растет ли качество онлайн-образования

Как меняется онлайн-образование?

СНОБ
Свет заставил полимерные диски левитировать в условиях мезосферы Свет заставил полимерные диски левитировать в условиях мезосферы

Ученые изготовили полимерные диски, способные летать в вакууме

N+1
«Нельзя колоть ботокс в 20» и еще 6 мифов о ботулинотерапии, которые пора забыть «Нельзя колоть ботокс в 20» и еще 6 мифов о ботулинотерапии, которые пора забыть

Как обстоят дела с ботулинотерапией?

Cosmopolitan
Это надолго Это надолго

Как меняется секс в отношениях, куда девается и когда уже начинать волноваться?

Cosmopolitan
В погоне за молодостью В погоне за молодостью

Как в 50 выглядеть на 30

Добрые советы
NASA показало высадку Perseverance на Марс на видео NASA показало высадку Perseverance на Марс на видео

NASA обнародовало ролик с момент приземления Perseverance на поверхность Марса

Популярная механика
Дарья Шамина Дарья Шамина

Театр FULCRO — проект выпускников мастерской Фильштинского и режиссера Шаминой

Собака.ru
Построение в каре Построение в каре

Юлия Акимова оформила интерьер своей квартиры, вдохновляясь Францией

AD
Я перестала делать из хорошего мужа «идеального отца» Я перестала делать из хорошего мужа «идеального отца»

Почему не нужно решать за мужа, каким он должен быть отцом

Psychologies
Мощные ледниковые щиты за последние 150 тысяч лет дважды опреснили Северный Ледовитый океан Мощные ледниковые щиты за последние 150 тысяч лет дважды опреснили Северный Ледовитый океан

Арктика превращается в изолированный пресноводный резервуар

N+1
Почему Пентагон недоволен самолетом F-35 Почему Пентагон недоволен самолетом F-35

Истребители-бомбардировщики F-35 оказались почти непригодны к эксплуатации

Популярная механика
Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита Муравьиная кислота помогла вырастить сверхчувствительный монокристалл перовскита

Химики вырастили монокристалл для очень чувствительного фотоэлемента

N+1
Посттравматический абсурд Посттравматический абсурд

«Рыцари справедливости» — депрессивная комедия о смысле жизни

Weekend
Открыть в приложении