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

На понятном языке На понятном языке

Как появился Kotlin, и правда ли, что он идеален для программирования

Популярная механика
Как охотятся дьявольские скаты: видео от морских шпионов Как охотятся дьявольские скаты: видео от морских шпионов

Как с помощью специальных дронов ведется съемка скатов

National Geographic
1990: Лихие и крутые 1990: Лихие и крутые

В январе 1991 года на Пушкинской площади открылся первый «Макдоналдс»

Esquire
Люди недооценили реакцию незнакомцев на внезапные комплименты Люди недооценили реакцию незнакомцев на внезапные комплименты

Комплименты для незнакомцев более приятны, чем кажется тем, кто их говорит

N+1
Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки Правила здорового сна: уберите от кровати гаджеты и яблоки

Удается ли вам спать достаточное количество часов?

Psychologies
Рагу из тиляпии: египетское блюдо, найденное в животе мумии возрастом 6000 лет Рагу из тиляпии: египетское блюдо, найденное в животе мумии возрастом 6000 лет

Что ели египтяне примерно в 3500-4000 гг до н.э.

National Geographic
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
Плохого не посоветуют Плохого не посоветуют

Как вложить деньги в недвижимость, чтобы их хотя бы не потерять

Tatler
Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Переквалифицироваться в управдомы: как бизнесу зарабатывать на ЖКХ Переквалифицироваться в управдомы: как бизнесу зарабатывать на ЖКХ

Почему инвесторам стоит присмотреться к рынку ЖКХ

Forbes
Каменный гвоздь Каменный гвоздь

Стремительное развитие городской среды чрезвычайно обогатило наш язык

Maxim
Союз однополых. Зачем Папа Римский поддержал «ЛГБТ-семьи» Союз однополых. Зачем Папа Римский поддержал «ЛГБТ-семьи»

Заявление Франциска в поддержку однополых союзов было неправильно переведено

СНОБ
Награда за звук: Sennheiser собрал рекордное число наград Награда за звук: Sennheiser собрал рекордное число наград

Sennheiser получил шестьдесят шестую награду в области дизайна

Популярная механика
Самолеты стратегического привета Самолеты стратегического привета

Облик их рожден полетом, с общей сутью самолетов – «термоядерный привет»

Naked Science
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
Поэт, байкер и еще 8 любопытных фактов из жизни Киану Ривза Поэт, байкер и еще 8 любопытных фактов из жизни Киану Ривза

Сегодня практически не найти киноманов, которые не знают, кто такой Киану Ривз

Cosmopolitan
«О брачной и внебрачной жизни» «О брачной и внебрачной жизни»

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

N+1
Ученые воспроизвели покрытие, защищающее от бликов глаза насекомых Ученые воспроизвели покрытие, защищающее от бликов глаза насекомых

Как экономично и экологично производить безопасные биоразлагаемые нанопокрытия

Популярная механика
В Великобритании вышла первая антология новой российской феминистской поэзии. Публикуем эссе о книге американской поэтессы Айлин Майлз В Великобритании вышла первая антология новой российской феминистской поэзии. Публикуем эссе о книге американской поэтессы Айлин Майлз

Эссе, посвященное феминизму и идентификации женщины

Esquire
Персона Персона

Сооснователь маркетплейса услуг бизнес-авиации — о клиентах и шеринге джетов

Robb Report
Мадлен Миллер: Цирцея Мадлен Миллер: Цирцея

Отрывок из реконструкции гомеровского эпоса Мадлен Миллер "Цирцея"

СНОБ
Матрас как статус-символ Матрас как статус-символ

Новые индикаторы престижа призваны транслировать идею самосовершенствования

Robb Report
Занимательная физика Занимательная физика

Мечта всех родителей – обучающие игрушки

Популярная механика
Сколько «Краснодар» Сергея Галицкого заработает в Лиге чемпионов Сколько «Краснодар» Сергея Галицкого заработает в Лиге чемпионов

История и экономика футбольного проекта Сергея Галицкого

Forbes
Знает больше 20 африканских диалектов и еще 9 фактов из жизни Шарлиз Терон Знает больше 20 африканских диалектов и еще 9 фактов из жизни Шарлиз Терон

Шарлиз Терон — уникальная актриса

Cosmopolitan
Питаемся правильно: как выбрать блок питания для компьютера Питаемся правильно: как выбрать блок питания для компьютера

На какие параметры обратить внимание при выборе блока питания

CHIP
Сиквелы, которые предали предыдущие фильмы серии Сиквелы, которые предали предыдущие фильмы серии

Продолжения любимых фильмов всегда несут в себе скрытую угрозу

Maxim
Право рубля Право рубля

Как «деревянный» превратился в мировую валюту

Огонёк
Что стиль одежды может рассказать о здоровье? Что стиль одежды может рассказать о здоровье?

Одежда и способ подачи себя могут многое рассказать о нашем физическом состоянии

Psychologies
9 отличных хорроров, в которых никто не умирает 9 отличных хорроров, в которых никто не умирает

Кто бы мог подумать, что можно так хорошо провести время без единого убийства?

Maxim
Открыть в приложении