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

Инвалидная коляска вышибает дверь Инвалидная коляска вышибает дверь

Как айтишник в розовых очках придумал инклюзивный мультсериал

Русский репортер
«Мозги и тело остаются здоровыми»: Хейли Бибер раскрыла секрет тонкой талии «Мозги и тело остаются здоровыми»: Хейли Бибер раскрыла секрет тонкой талии

Модель Хейли Бибер поделилась своими бьюти-лайфхаками

Cosmopolitan
Каждый наш клиент — история успеха Каждый наш клиент — история успеха

Дмитрий Брейтенбихер о том, как зарабатывать в эпоху интеллектуальной экономики

Esquire
Не голодаем и не убиваем пресс! Как быстро сделать живот красивым в 3 приема Не голодаем и не убиваем пресс! Как быстро сделать живот красивым в 3 приема

Плоский и подтянутый живот — предел мечтаний любой девушки

Cosmopolitan
Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов Что приготовить из консервированного тунца, найденного в холодильнике: 8 крутых рецептов

Что приготовить из тунца, консервированного в масле?

Playboy
Прохлада для турбин Прохлада для турбин

Технология интеграции АБХМ в оборудование крупных электростанций

Наука
20 привычек, которые улучшат вашу жизнь 20 привычек, которые улучшат вашу жизнь

Простые действия, которые сделают каждый ваш день чуточку лучше

Psychologies
Иванушка и удаленушка Иванушка и удаленушка

15 советов, как сохранить отношения на расстоянии

Maxim
Она ест одни сладости! Она ест одни сладости!

Как скорректировать пищевые привычки ребенка?

Лиза
Как пить соджу: секреты употребления популярной корейской водки Как пить соджу: секреты употребления популярной корейской водки

Рассказ о традиционном корейском алкогольном напитке

Playboy
Первый полет в космос: 8 неизвестных фактов Первый полет в космос: 8 неизвестных фактов

Малоизвестные подробности первого полета в космос

РБК
Не отдам! Не отдам!

Марта Кетро – о том, чем оборачивается собственничество по отношению к мужчине

Cosmopolitan
Обыкновенный героизм Обыкновенный героизм

Они каждый день рискуют собой ради спасения других

Лиза
Виталий Несис Виталий Несис

Виталий Несис рекомендует бизнесменам играть в го

Собака.ru
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
Опасные гидраты и где они обитают Опасные гидраты и где они обитают

Потепление климата связывают с ростом в атмосфере количества парниковых газов

Наука и жизнь
Искатель жизни: чем уникальна новая марсианская миссия Искатель жизни: чем уникальна новая марсианская миссия

Амбициозные задачи марсохода Perseverance и вертолета Ingenuity

Forbes
Да Лана вам Да Лана вам

Почему новая пластинка Ланы дель Рей может стать самой токсичной в её карьере

GQ
История одной песни: Элтон Джон, «Candle in the Wind» История одной песни: Элтон Джон, «Candle in the Wind»

Самая популярная баллада прославилась при помощи легкого жульничества

Maxim
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
«И все-таки она вертится» и еще 4 фейковые цитаты великих людей «И все-таки она вертится» и еще 4 фейковые цитаты великих людей

Разбираемся, кто же что сказал на самом деле. Или не говорил

Cosmopolitan
Кишечная палочка подавила развитие опухолей в человеческих клетках Кишечная палочка подавила развитие опухолей в человеческих клетках

Бактериальный фермент повысил выживаемость мышей с онкологическими заболеваниями

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
В погоне за молодостью В погоне за молодостью

Как в 50 выглядеть на 30

Добрые советы
Элена Ферранте: Любовь в тягость Элена Ферранте: Любовь в тягость

Первая глава романа Элены Ферранте

СНОБ
Устанавливаем границы в отношениях с близкими: 6 шагов Устанавливаем границы в отношениях с близкими: 6 шагов

Установить здоровые границы необходимо для того, чтобы сделать отношения крепче

Psychologies
Диета молодости Диета молодости

Правильный рацион – ключевой элемент старения

Домашний Очаг
Анастасия Миронова Анастасия Миронова

Наша муза и блогер-феномен Анастасия Миронова построила бизнес-империю

Собака.ru
Империя Безоса: как богатейший человек на планете создал Amazon и зачем рвется в космос Империя Безоса: как богатейший человек на планете создал Amazon и зачем рвется в космос

История успеха Джеффа Безоса — самого состоятельного человека в мире

Forbes
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
Открыть в приложении