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

Обновлённый Lexus RX. Дайте поговорить с Алисой Обновлённый Lexus RX. Дайте поговорить с Алисой

Кроссовер от Lexus заметно посвежел и обновил функционал

4x4 Club
Лубянский ванька-встанька Лубянский ванька-встанька

Виктор Ерофеев и литературное осмысление спорам вокруг памятника на Лубянке

СНОБ
7 тревожных сигналов для пары, которые мы принимаем за норму 7 тревожных сигналов для пары, которые мы принимаем за норму

Паттерны, которые не приносят удовольствия и разрушают отношения

Psychologies
Сложно поверить: самые удивительные и странные фотографии мира науки и природы Сложно поверить: самые удивительные и странные фотографии мира науки и природы

Порой кадры природных явлений слишком невероятны!

Популярная механика
Сердце компании Сердце компании

Почему организационная культура значит больше, чем стратегия или финансы

kiozk originals
20 привычек, которые улучшат вашу жизнь 20 привычек, которые улучшат вашу жизнь

Простые действия, которые сделают каждый ваш день чуточку лучше

Psychologies
Галадриэль или королева Елизавета I: 10 лучших ролей Кейт Бланшетт Галадриэль или королева Елизавета I: 10 лучших ролей Кейт Бланшетт

Список обязательных к просмотру фильмов с участием Кейт Бланшетт

Cosmopolitan
Самые безумные и странные традиции средних веков Самые безумные и странные традиции средних веков

Средневековые традиции, которые выходили за все рамки адекватности

Популярная механика
Порнокороль и борец за свободу слова: история Ларри Флинта и журнала Hustler Порнокороль и борец за свободу слова: история Ларри Флинта и журнала Hustler

Как порножурнал Hustler влиял на политическую обстановку в штатах

Esquire
Не только букеты в вазе: почему флористический декор стал интерьерным трендом и как украсить свой дом цветами Не только букеты в вазе: почему флористический декор стал интерьерным трендом и как украсить свой дом цветами

Как можно использовать цветы в украшении интерьера

Esquire
«Я не могу без тебя»: о чем говорит это послание? «Я не могу без тебя»: о чем говорит это послание?

Психиатр — о том, что такое расстройство сепараторной тревоги

Psychologies
Ты неправильно ходишь в туалет, спишь и моешься. Исправь — пока не поздно! Ты неправильно ходишь в туалет, спишь и моешься. Исправь — пока не поздно!

У тебя масса шансов навредить себе во время этих с виду полезных занятий

Maxim
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
Юные красавицы: 5 звездных дочерей, которые одеваются круче своих мам Юные красавицы: 5 звездных дочерей, которые одеваются круче своих мам

Лили-Роуз Депп и не только: стильные красавицы, которые одеваются круче мам

Cosmopolitan
От танцпола до криминального мира (и обратно): самые знаковые кинообразы Джона Траволты От танцпола до криминального мира (и обратно): самые знаковые кинообразы Джона Траволты

Образы танцоров, бандитов и танцующих бандитов Джону Траволте удаются отлично

Esquire
Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием Игра в куклы помогает найти связь с собой и мирозданием

В традиционном народном творчестве заключена целительная сила

Psychologies
Квантовый вычислитель оказался сильнее классического в прикладной задаче Квантовый вычислитель оказался сильнее классического в прикладной задаче

Новая задача для квантового вычислителя с реальным возможным применением

N+1
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
Касторовое масло: состав, применение, мнение врача Касторовое масло: состав, применение, мнение врача

Чем полезно касторовое масло и как оно действует?

РБК
Клуб первых жен: к истории фотосессии с Юлией Навальной Клуб первых жен: к истории фотосессии с Юлией Навальной

Жены оппозиционеров — это сила, с которой придется считаться

СНОБ
В 3500-летнем папирусе нашли древнейшее описание процесса мумификации В 3500-летнем папирусе нашли древнейшее описание процесса мумификации

Египтологи обнаружили старейшее из известных руководств по мумификации

N+1
Прощайте, роботы: за что мы любим Daft Punk Прощайте, роботы: за что мы любим Daft Punk

Чем запомнится дуэт Daft Punk

Esquire
Не спать всю ночь и пережить день? Легко! Не спать всю ночь и пережить день? Легко!

Как оставаться бодрой после бессонной ночи?

Cosmopolitan
Жизнь после смерти: 5 историй тех, кто вышел из комы Жизнь после смерти: 5 историй тех, кто вышел из комы

Истории людей, которые пережили клиническую смерть

Cosmopolitan
Внутренние революционеры с благими намерениями: почему протесты подтолкнули людей переходить на госслужбу Внутренние революционеры с благими намерениями: почему протесты подтолкнули людей переходить на госслужбу

Что за люди потянулись к госслужбе и чего они хотят на самом деле?

Forbes
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
Можно ли сделать иммунную систему сильнее или это миф Можно ли сделать иммунную систему сильнее или это миф

Йогурт или аскорбинка вряд ли помогут вам «усилить» иммунитет

Популярная механика
Вдохновленные Вдохновленные

Книга о том, что нужно знать продакт-менеджеру

kiozk originals
Призрак успеха: как фильм «Ганнибал» ввел весь Голливуд в заблуждение Призрак успеха: как фильм «Ганнибал» ввел весь Голливуд в заблуждение

Почему «Ганнибал» — коммерчески спорная идея

Forbes
Виталий Несис Виталий Несис

Виталий Несис рекомендует бизнесменам играть в го

Собака.ru
Открыть в приложении