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

Планы на будущее Планы на будущее

Что о развитии автотранспорта думают в руководстве автомобильных компаний

Популярная механика
Пенелопа Крус: «В каждом фильме начинаю всё с нуля» Пенелопа Крус: «В каждом фильме начинаю всё с нуля»

Пенелопа Крус – о карьере парикмахера, упрямстве и умении радоваться мелочам

Cosmopolitan
Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны

С чего на самом деле надо начинать заботу о своем здоровье

СНОБ
Зачем в России учиться ходить под парусом Зачем в России учиться ходить под парусом

Яхтинг – отличный спорт и нагрузка для мозга одновременно

GQ
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
Пора освободить твой разум Пора освободить твой разум

Отчет о промежуточных итогах жизни и карьеры Тины Канделаки

Tatler
Берут – беги Берут – беги

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

Esquire
10 нелепых проблем, возникших из-за шрифтов 10 нелепых проблем, возникших из-за шрифтов

Шрифты, которые свергали правительства, вызывали протесты и многовековые споры

Maxim
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Скримеры, edutainment и секс в бункере: как делают квесты в России Скримеры, edutainment и секс в бункере: как делают квесты в России

Как «Клаустрофобия» погружает человека в другую реальность?

СНОБ
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
Феминизм: реальная поддержка женщин или скрытая игра в пользу мужчин? Феминизм: реальная поддержка женщин или скрытая игра в пользу мужчин?

Психолог комментирует две противоположных точки зрения на феминизм

Psychologies
Солнечная петербурженка Солнечная петербурженка

Кристина Горбунова — официально Playmate 2020!

Playboy
Как Юля и Илья Кулешовы прокачивают в Петербурге тактический урбанизм Как Юля и Илья Кулешовы прокачивают в Петербурге тактический урбанизм

Семья бизнесменов, которая делает город лучше

Собака.ru
Банкинг с подвохом Банкинг с подвохом

Не дай навязать себе обманом ненужную финансовую услугу

Лиза
Звездный продюсер Звездный продюсер

Продюсер Бахтияр Алиев рассказывает о своей профессии

ЖАРА Magazine
Самолет-амбиция Говарда Хьюза: самая большая летающая лодка Самолет-амбиция Говарда Хьюза: самая большая летающая лодка

Авиаконструктор Говард Хьюз и его гигантский самолет, все еще не имеющий равных

Популярная механика
Магнитное поле древней Луны защитило молодую Землю от Солнца Магнитное поле древней Луны защитило молодую Землю от Солнца

Ученые выявили, что этот фактор повлиял на обитаемость нашей планеты

N+1
Сколько должен зарабатывать мужчина: подробная аналитика и мнение звезд Сколько должен зарабатывать мужчина: подробная аналитика и мнение звезд

Какой уровень заработка оптимален для мужчины в зависимости от его целей?

Playboy
Пять опор крепкого иммунитета Пять опор крепкого иммунитета

Можно ли «прокачать», усилить и простимулировать иммунитет?

Yoga Journal
9 курьезных историй, приключившихся с очень пьяными людьми 9 курьезных историй, приключившихся с очень пьяными людьми

Алкоголь, что ты делаешь, прекрати!

Maxim
«Слишком много и всегда недостаточно»: фрагмент скандальных мемуаров племянницы Трампа «Слишком много и всегда недостаточно»: фрагмент скандальных мемуаров племянницы Трампа

Отрывок из мемуаров Мэри Трамп «Слишком много и всегда недостаточно»

Esquire
Восстание машин Восстание машин

На дороги XXI века выезжает транспорт будущего

GQ
Михаил Сергачев: «Пока не могу осознать, что стал чемпионом НХЛ» Михаил Сергачев: «Пока не могу осознать, что стал чемпионом НХЛ»

Михаил Сергачев о самой памятной истории из чемпионской раздевалки

GQ
Да не жир это: что такое «водный» вес и как грамотно его убрать Да не жир это: что такое «водный» вес и как грамотно его убрать

Почему организм задерживает лишнюю воду?

Playboy
Астрономы напрямую подтвердили существование второй планеты у Беты Живописца Астрономы напрямую подтвердили существование второй планеты у Беты Живописца

Ученые доказали факт существования планеты-гиганта в 63 световых годах от Солнца

N+1
Проклятие победителя: почему Нобелевскую премию снова дали за теорию аукционов Проклятие победителя: почему Нобелевскую премию снова дали за теорию аукционов

Что особенного в аукционах и их создании?

Forbes
Что означают цветные лужицы под твоей машиной: гид по шести видам пятен Что означают цветные лужицы под твоей машиной: гид по шести видам пятен

Вглядываемся в машинные пятна вместе

Maxim
«Злой» и «страшный» Хэллоуин: чем он полезен для психики «Злой» и «страшный» Хэллоуин: чем он полезен для психики

Изображать кого-то злого и страшного полезно для детской психики

Psychologies
Что читать на выходных: фрагмент новой книги Андре Асимана «Восемь белых ночей» Что читать на выходных: фрагмент новой книги Андре Асимана «Восемь белых ночей»

Фрагмент романа «Восемь белых ночей», где расцветает мнительность главного героя

Esquire
Открыть в приложении