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

Черная быль. Что именно произошло на Чернобыльской АЭС и чем все кончилось Черная быль. Что именно произошло на Чернобыльской АЭС и чем все кончилось

С момента катастрофы на Чернобыльской АЭС прошло уже много лет

Maxim
Волки привязались к дрессировщикам Волки привязались к дрессировщикам

Если волка оставить у незнакомца, он начнет рваться к человеку, которого знает

N+1
Лики Вики Лики Вики

До съемки в нашем презренном журнале снизошла богиня «Инстаграма» Вики Одинцова

Maxim
Как прописать эффектный конфликт и создать напряжение в сюжете: писательские советы от Чака Паланика Как прописать эффектный конфликт и создать напряжение в сюжете: писательские советы от Чака Паланика

Фрагмент главы, посвященной созданию напряжения в сюжете

Esquire
Каста здесь Каста здесь

Некоторые соображения об устройстве российского общества

Esquire
Всё о вакцине от ВПЧ Всё о вакцине от ВПЧ

Вирус папилломы человека – одна из самых распространённых инфекций

Здоровье
Берут – беги Берут – беги

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

Esquire
Правила жизни Чулпан Хаматовой Правила жизни Чулпан Хаматовой

Актриса, Москва, 45 лет

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

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Следствие на крови Следствие на крови

Каким пыткам подвергался сын Петра I

Дилетант
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
Инвесторы и экономисты ждут нового пузыря ИТ-компаний: чего они опасаются и почему крах доткомов вряд ли повторится Инвесторы и экономисты ждут нового пузыря ИТ-компаний: чего они опасаются и почему крах доткомов вряд ли повторится

ИТ-индустрии ещё далеко до эйфории 2000 года

VC.RU
Что такое Cookies, почему сайты о них предупреждают, а браузеры с ними воюют Что такое Cookies, почему сайты о них предупреждают, а браузеры с ними воюют

История самого аппетитного компьютерного термина

Maxim
Гарри Нуриев Гарри Нуриев

Социально ответственный дизайн, локальность, экологичность и апсайклинг

Собака.ru
Госпиталь на карантине Госпиталь на карантине

Зачем сносить и заново строить инфекционные лечебницы

Forbes
История одной песни: «Runaway Train» Soul Asylum, 1992 История одной песни: «Runaway Train» Soul Asylum, 1992

Песня, при помощи которой люди находили пропавших детей

Maxim
Гид по мужским курткам: как отличить разные модели и выбрать подходящую вам Гид по мужским курткам: как отличить разные модели и выбрать подходящую вам

Под словом «куртка» может скрываться с десяток разных понятий

Esquire
Пять опор крепкого иммунитета Пять опор крепкого иммунитета

Можно ли «прокачать», усилить и простимулировать иммунитет?

Yoga Journal
Может ли минеральная вода навредить зубам: мнение эксперта Может ли минеральная вода навредить зубам: мнение эксперта

В медиа все чаще появляются публикации о том, что минералка вредит зубам

Psychologies
Гороскоп: нoябрь Гороскоп: нoябрь

Астрологический прогноз на ноябрь для всех знаков зодиака

Добрые советы
Скотт Иствуд, Лив Тайлер и другие внебрачные дети звезд, сделавшие карьеру Скотт Иствуд, Лив Тайлер и другие внебрачные дети звезд, сделавшие карьеру

Истории успешных и знаменитых детей звезд

Cosmopolitan
Правила жизни Сигурни Уивер Правила жизни Сигурни Уивер

Правила жизни актрисы Сигурни Уивер

Esquire
12 неожиданных деталей, которые все пропустили в «Крепком орешке» 12 неожиданных деталей, которые все пропустили в «Крепком орешке»

Может ли Брюс Уиллис стать еще круче? Как оказалось, да!

Maxim
Проблема чайного пакетика: почему чай “сбегает” из чашки Проблема чайного пакетика: почему чай “сбегает” из чашки

Как остановить чайный побег из кружки

Популярная механика
Как справляться с эмоциями, когда хочется накричать Как справляться с эмоциями, когда хочется накричать

Одно из самых сложных испытаний родительства – научиться управлять гневом

Домашний Очаг
Почему потребность в безопасности важнее потребности в любви Почему потребность в безопасности важнее потребности в любви

Почему безопасность так важна для нас — особенно в личных отношениях

Psychologies
Как еда и физическая активность влияют на наш эмоциональный фон Как еда и физическая активность влияют на наш эмоциональный фон

Как мы можем управлять собственным настроением?

РБК
«Не мужское дело»: как влияют на нас стереотипы о мужественности? «Не мужское дело»: как влияют на нас стереотипы о мужественности?

Как стереотипы о мужественности мешают людям быть счастливыми

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

Лучшие друзья в борьбе за повышение продуктивности

Playboy
Раздельный сбор мусора и психотерапия: что между ними общего? Раздельный сбор мусора и психотерапия: что между ними общего?

Неожиданные параллели между экологичным отношением к природе и своей психике

Psychologies
Открыть в приложении