Как Россия помогает строить крупнейший термоядерный реактор в мире

Популярная механикаHi-Tech

Заветный термояд: новая эра атомной энергетики

Анастасия Шартогашева

Больше полувека ученые пытаются построить на Земле машину, в которой, как в недрах звезд, идет термоядерная реакция. Технология управляемого термоядерного синтеза обещает человечеству практически неисчерпаемый источник чистой энергии. Советские ученые стояли у истоков этой технологии – и сейчас Россия помогает строить крупнейший термоядерный реактор в мире.

Части ядра атома удерживает вместе колоссальная сила. Высвободить ее можно двумя способами. Способ первый – использовать энергию деления больших тяжелых ядер из самого дальнего конца периодической таблицы: урана, плутония. На всех атомных электростанциях Земли источник энергии – это именно распад тяжелых ядер.

Но есть и второй способ высвободить энергию атома: не делить, а, наоборот, соединять ядра. Сливаясь, некоторые из них выделяют даже больше энергии, чем делящиеся ядра урана. Чем легче ядра, тем больше энергии выделится при слиянии (как еще говорят, синтезе), поэтому самый эффективный способ получить энергию ядерного синтеза – заставить сливаться ядра самого легкого элемента – водорода – и его изотопов.

Ручная звезда: сплошные плюсы

Ядерный синтез открыли в 1930-е годы, изучая процессы, происходящие в недрах звезд. Оказалось, что внутри каждого солнца идут реакции ядерного синтеза, а свет и тепло – это его продукты. Как только это стало понятно, ученые задумались о том, чтобы повторить происходящее в недрах Солнца на Земле. По сравнению со всеми известными источниками энергии «ручное Солнце» имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Во-первых, топливом для него служит самый обыкновенный водород, запасов которого на Земле хватит на многие тысячи лет. Даже с учетом того, что для реакции нужен не самый распространенный изотоп, дейтерий, стакана воды хватит на то, чтобы неделю снабжать электричеством небольшой городок. Во-вторых, в отличие от горения углеводородов, реакция ядерного синтеза не дает токсичных продуктов – только нейтральный газ гелий.

Как зажечь «искусственное солнце», в общих чертах стало понятно уже в пятидесятые годы прошлого века. По обе стороны океана были выполнены расчеты, которые задали основные параметры управляемой реакции ядерного синтеза. Она должна происходить при огромной температуре в сотни миллионов градусов: в таких условиях электроны отрываются от своих ядер. Поэтому такую реакцию еще называют термоядерным синтезом. Голые ядра, сталкиваясь друг с другом на бешеных скоростях, преодолевают кулоновское отталкивание и сливаются.

90d09813e7ffe88e6a4a243a5b9788c9.jpg
Первый в мире токамак Т-1, Курчатовский институт, Москва. Был введен в эксплуатацию в 1958 году. Фото: Архив ГК "Росатом"

Проблемы и решения

Энтузиазм первых десятилетий разбился о невероятную сложность задачи. Запустить термоядерный синтез оказалось относительно просто – если делать это в форме взрыва. Тихоокеанские атоллы и советские полигоны в Семипалатинске и на Новой Земле испытали на себе всю мощь термоядерной реакции уже в первое послевоенное десятилетие.

Вот только использовать эту мощь, кроме как для разрушения, гораздо сложнее, чем взорвать термоядерный заряд. Чтобы применять термоядерную энергию для получения электричества, реакцию нужно проводить контролируемо – так, чтобы энергия выделялась небольшими порциями.

Как это сделать? Среда, в которой идет термоядерная реакция, называется плазмой. Она похожа на газ, только в отличие от нормального газа состоит из заряженных частиц. А управлять поведением заряженных частиц можно с помощью электрических и магнитных полей.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Настя Ивлеева Настя Ивлеева

Настя Ивлеева: «Цифровая реальность – это в высшей степени сексуально!»

Playboy
Тапочки пополам Тапочки пополам

Гвинет Пэлтроу объясняет нам свою концепцию «осознанного расставания»

Tatler
Люди на пределе Люди на пределе

Возможности нашего собственного, среднестатистического тела

Вокруг света
Отрывок из книги Сергея Шойгу «Про вчера» Отрывок из книги Сергея Шойгу «Про вчера»

Отрывок из книги министра обороны, посвященный строительству завода

СНОБ
Крошка Ро Крошка Ро

Блогер Марьяна Ро выбралась в реальный мир без одежды

Maxim
За 50 тыс. я могу с тобой посидеть За 50 тыс. я могу с тобой посидеть

О своей работе рассказывает звездный пиарщик Антон Богославский

ЖАРА Magazine
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Почему у нас сейчас 2020-й, в Таиланде — 2563-й, а в Японии — 2-й год? Почему у нас сейчас 2020-й, в Таиланде — 2563-й, а в Японии — 2-й год?

Путешествуй во времени по цене авиабилета!

Maxim
Берут – беги Берут – беги

Теневая экономика России настолько велика, что называть ее теневой даже неловко

Esquire
Лифтинг на дому: как в домашних условиях подтянуть кожу лица Лифтинг на дому: как в домашних условиях подтянуть кожу лица

Что делать, если лицо обвисло, и кожа потеряла свой тонус

Cosmopolitan
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
10 фильмов, над которыми работали модные дизайнеры 10 фильмов, над которыми работали модные дизайнеры

Самые выдающиеся примеры сотрудничества кино и моды

Esquire
Уставшие банкиры: почему многие банки оказались перед сложным выбором — или отказ от работы, или сдача лицензии? Уставшие банкиры: почему многие банки оказались перед сложным выбором — или отказ от работы, или сдача лицензии?

Российские банки в этом году продемонстрируют минимальный рост

Forbes
NASA оплатит разработку подпрыгивающего аппарата и сетей 4G для Луны NASA оплатит разработку подпрыгивающего аппарата и сетей 4G для Луны

Финансирование получили SpaceX, Nokia, Sierra Nevada, Blue Origin и другие

N+1
Мяу по-русски Мяу по-русски

Налаживая связь с человеком, кошки изменили тональность мяуканья

Популярная механика
Дороги-пути Дороги-пути

Почему человек в современном мире готов идти сотни километров?

Seasons of life
«Мы конкурируем с диваном»: директор Политеха Юлия Шахновская о борьбе с врагом любопытства, эзоповом языке и недопустимости очередей «Мы конкурируем с диваном»: директор Политеха Юлия Шахновская о борьбе с врагом любопытства, эзоповом языке и недопустимости очередей

Почему в России конкуренция между культурными институциями во многом иллюзорна?

Forbes
Трансплантация кала улучшила состав кишечного микробиома детей после кесарева сечения Трансплантация кала улучшила состав кишечного микробиома детей после кесарева сечения

Он стал похож на кишечный микробиом детей, рожденных естественным путем

N+1
Что общего между сексуальным возбуждением и зависимостью от наркотиков Что общего между сексуальным возбуждением и зависимостью от наркотиков

Отрывок из книги Гэри Уилсона «На порноигле»

СНОБ
Оттеночная стоимость Оттеночная стоимость

Институту Pantone принадлежат все цвета и оттенки, которые вы когда-либо видели

GQ
Валя Карнавал Валя Карнавал

Тиктокерша Валя Карнавал о том, чего никогда не будет в ее видосах

ЖАРА Magazine
Суп дня! Суп дня!

Диетологи уверены: суп – полезное, диетическое блюдо

Здоровье
Паул Буткевич: Паул Буткевич:

Даже мерзавцы в исполнении Паула Буткевича не были лишены обаяния

Караван историй
В защиту маленьких В защиту маленьких

Правда ли, что от высокого роста одни плюсы?

N+1
Не Райтами едиными: 6 малоизвестных пионеров авиации Не Райтами едиными: 6 малоизвестных пионеров авиации

Без достижений этих людей авиация представляла бы собой чертовски унылое зрелище

Популярная механика
5 неожиданно полезных привычек 5 неожиданно полезных привычек

Оказывается, шаги к настоящему успеху и продуктивности могут быть очень простыми

Cosmopolitan
Свои парни Свои парни

Ставка на прорабов сделала «Петровича» крупнейшим продавцом стройматериалов

Forbes
Полоса удачи Полоса удачи

Что такое тейпирование и помогает ли оно подтянуть овал лица

Лиза
Где и как добывают литий для аккумуляторов Где и как добывают литий для аккумуляторов

Места добычи лития – главного элемента аккумуляторов – поражает белая смерть

GQ
Анна Меликова: Инверсия, или Ор-Диких-Фей Анна Меликова: Инверсия, или Ор-Диких-Фей

Фрагмент текста Анны Меликовой про обсессию и любовь

СНОБ
Открыть в приложении