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

Тайна гибели академика Легасова Тайна гибели академика Легасова

В апреле 1988 года был обнаружен повесившимся Валерий Легасов

Дилетант
Вранье возвращается Вранье возвращается

Обман помешает детям быть счастливыми. Как лучше сказать правду?

Psychologies
Подписание акта о капитуляции Японии Подписание акта о капитуляции Японии

Токийский залив, борт линкора «Миссури», 2 сентября 1945 года

Дилетант
Гестоз при беременности: причины и профилактика Гестоз при беременности: причины и профилактика

Гестоз при беременности требует обязательной медицинской помощи

9 месяцев
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Что такое «культура отмены» и можно ли отменить человека Что такое «культура отмены» и можно ли отменить человека

Как работает cancel culture

Maxim
Берут – беги Берут – беги

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

Esquire
Правила жизни Сигурни Уивер Правила жизни Сигурни Уивер

Правила жизни актрисы Сигурни Уивер

Esquire
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
«Каждую секунду я боялась, что муж вернется и убьет меня» «Каждую секунду я боялась, что муж вернется и убьет меня»

Эту историю нам рассказала женщина, прошедшая через ад домашнего насилия

Psychologies
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
Командир нашелся! Командир нашелся!

Что такое перевернутая иерархия в семье и почему она возникает

Лиза
«Наступило время «еаптек»: владелец «Р-Фарм» Алексей Репик о сделке со «Сбером», маркировке лекарств и будущем интернет-аптек «Наступило время «еаптек»: владелец «Р-Фарм» Алексей Репик о сделке со «Сбером», маркировке лекарств и будущем интернет-аптек

Зачем Алексей Репик вместе со «Сбером» купил крупнейшую интернет-аптеку России

Forbes
Юлия Костюшкина: «Смотрю на свои старые фото и понимаю, что была жиртрестом» Юлия Костюшкина: «Смотрю на свои старые фото и понимаю, что была жиртрестом»

Чемпионка мира по акробатике, тренер и телеведущая — о своих секретах красоты

Худеем правильно
Сон о Соне Сон о Соне

Самая сексуальная солистка самой популярной группы дала нам интервью!

Maxim
«О брачной и внебрачной жизни» «О брачной и внебрачной жизни»

Отрывок из книги Олега Ивик о трансформации брака со времен Древнего Египта

N+1
Война с насекомыми: как в США провели спецоперацию против шершней Война с насекомыми: как в США провели спецоперацию против шершней

Ежегодно по вине «шершней-убийц» гибнут десятки человек

Популярная механика
Бьюти-лайфхаки Бьюти-лайфхаки

Что нужно знать, чтобы всегда оставаться красивой

Худеем правильно
Странная женщина Странная женщина

Чем ты отличаешься от других?

Лиза
6 приложений и расширений, помогающих сфокусироваться (успевай больше) 6 приложений и расширений, помогающих сфокусироваться (успевай больше)

Лучшие друзья в борьбе за повышение продуктивности

Playboy
Успех угрюмых северян: как создавались Angry Birds, Max Payne и другие игры-бестселлеры Успех угрюмых северян: как создавались Angry Birds, Max Payne и другие игры-бестселлеры

Отрывок из книги «Мастера геймдизайна» о создании суперпопулярных игр

Forbes
100 самых честных правил мужского гардероба! Часть 2: костюм, брюки, джинсы 100 самых честных правил мужского гардероба! Часть 2: костюм, брюки, джинсы

Бескомпромиссные советы по стилю

Maxim
Новые правила старого бизнеса Новые правила старого бизнеса

Высокотехнологичные решения в традиционных сферах бизнеса

GQ
Деньги умных женщин: как распорядились своим состоянием Екатерина Дашкова, Ида Рубинштейн и Лорен Джобс Деньги умных женщин: как распорядились своим состоянием Екатерина Дашкова, Ида Рубинштейн и Лорен Джобс

Как женщины смогли с умом распорядиться капиталом, попавшим в их руки

Forbes
Чудо техники: как пользоваться моющим пылесосом Чудо техники: как пользоваться моющим пылесосом

Как выбрать моющий пылесос: критерии и рекомендации

Cosmopolitan
Рано повзрослевшие дети: станут ли они хорошими родителями и партнерами? Рано повзрослевшие дети: станут ли они хорошими родителями и партнерами?

Как влияет опыт рано повзрослевших детей на их взрослую жизнь?

Psychologies
Нордическая диета Нордическая диета

Скандинавский тип питания – это очень вкусно и полезно

Здоровье
Ученые испытали надежный сверхпроводящий кабель Ученые испытали надежный сверхпроводящий кабель

Новые границы использования сверхпроводящих кабелей

N+1
Как богатые снова плачут. «Отыграть назад» — сериал с Николь Кидман и Хью Грантом от автора «Большой маленькой лжи» Как богатые снова плачут. «Отыграть назад» — сериал с Николь Кидман и Хью Грантом от автора «Большой маленькой лжи»

О достоинствах и недостатках нового сериала HBO «Отыграть назад»

Forbes
Первых поселенцев Багамских островов обвинили в гибели 38 популяций птиц Первых поселенцев Багамских островов обвинили в гибели 38 популяций птиц

Люди сыграли значительную роль в обеднении фауны Багамских островов

N+1
Открыть в приложении