Как российские ученые приняли участи в разработке реактора ИТЭР

НаукаНаука

Термоядерный реактор: начало сборки

Мария Роговая

Доктор физико-математических наук Александр Бурдаков. Фото: Вера Сальницкая

В середине августа 2020 года весь мир узнал о начале сборки реактора ИТЭР — крупнейшего международного проекта современности, воплощении человеческой мечты о дешевой и экологически безопасной, или зеленой, энергии. Подробнее о проекте и участии в нем российских ученых, в частности сотрудников Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения Российской академии наук, рассказал советник директора ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Александр Бурдаков.

Море зеленой энергии

— Инициатором этой работы выступил академик Евгений Велихов еще в разгар перестройки в СССР,— вспоминает ученый.— Тогда же Михаилу Горбачеву удалось договориться с Рональдом Рейганом о совместном создании термоядерного реактора. Соединенные Штаты Америки в консультациях с Японией и Европейским сообществом выдвинули предложение относительно того, каким образом осуществлять такую деятельность. Уже в 1988 году началась фаза концептуального проектирования, затем был создан технический проект

К участникам проекта присоединились Китай, Корея и Индия. Местом строительства выбрали юг Франции, неподалеку от Марселя, где находятся французский ядерный центр Кадараш и Комиссариат по альтернативным видам энергетики CEA. Кроме большого опыта в области создания оборудования для ядерной энергетики для строительства ИТЭР нужен был участок, доступный для крупного судоходства, поскольку масса деталей реактора составляет сотни тонн и превышает допустимые пределы возможностей наземных видов грузового транспорта.

Первый прообраз термоядерного реактора — ТОКАМАК (тороидальная камера с магнитными катушками) — был изобретен и построен в СССР в 1954 году. Она представляет собой обмотанную магнитными катушками вакуумную камеру, внутри которой находится плазма, нагретая до десятков миллионов градусов. С того момента как в СССР появился первый работающий ТОКАМАК, в мире начался настоящий бум в области физики плазмы. Все поняли, что создание настоящего термоядерного реактора позволило бы отказаться от всех остальных видов энергии, прекратить сжигание топлива и выбросы в атмосферу двуокиси углерода и целого списка других вредных веществ. Непрерывно горящая плазма, процесс горения которой однажды вышел бы в режим самоподдержания — а именно это и должно произойти в ИТЭР, правда, на короткие промежутки времени,— это была бы победа над ресурсоемким производством энергии, над добывающей промышленностью, выкачивающей из недр все мыслимые и немыслимые ресурсы — уголь, нефть, газ. Никаких ресурсов, ноль выбросов и целое море энергии.

Лед и пламя

Эйфория после взрыва водородной бомбы, который показал термоядерную энергию в действии, прошла после того, как выяснилось, что управление горением плазмы — задача крайне сложная. Дело в том, что плазма, которая состоит из газовой смеси двух изотопов водорода — дейтерия и трития, должна иметь температуру горения 100 млн градусов. Такая температура на период длительностью несколько секунд была неоднократно достигнута в качестве пиковой отметки на установках термоядерной энергии в Европе, Японии, США, Корее и Китае. Удержание такой температуры на большие периоды времени, а в идеале — в постоянном режиме, должно происходить благодаря постоянному магнитному полю, которое может быть обеспечено только при условии, что магнитные катушки сделаны из сверхпроводящих материалов. Но сверхпроводники хорошо работают как раз при отрицательных температурах, то есть при 4 К, или минус 270 °С. Причем эти объекты — ледяной и горящий — внутри установки расположены всего в нескольких метрах друг от друга. Для термоизоляции этих двух объектов используются сложные системы магнитного поля. Тем не менее вопрос термоизоляции — далеко не самый сложный среди целого ряда других технических проблем. Одна из таких проблем — это чистота плазмы, которая в ходе своего горения довольно быстро загрязняется, несмотря на то что оно происходит в сверхчистой вакуумной камере. Дело в том, что плазма не всегда горит равномерно, а зачастую локализуется около стенки камеры и начинает расплавлять ее. Как только в плазме появляются эле менты примеси, эта примесь становится источником тормозного излучения. Тормозным оно называется, поскольку его испускает быстрая заряженная частица, которая тормозит в электрическом поле и при этом рассеивается. Если таких частиц примеси оказывается больше определенного количества, плазма не может продолжать гореть.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Игровое пространство Игровое пространство

Бюджеты, зарплаты, призовые и трансферы киберспорта

Forbes
Лондонская тюрьма для должников, куда можно было угодить на 30 лет за небольшой долг Лондонская тюрьма для должников, куда можно было угодить на 30 лет за небольшой долг

В середине XIX века в Англии с должниками обращались в высшей степени сурово

Maxim
Как победить икоту: 14 проверенных способов Как победить икоту: 14 проверенных способов

Специалисты: из-за чего возникает икота и как с ней справиться?

РБК
Мурашки по коже: необычные триллеры, которые затягивают не на шутку Мурашки по коже: необычные триллеры, которые затягивают не на шутку

От этих фильмов действительно становится не по себе

Cosmopolitan
Так и ослепнуть можно! Ошибки в макияже, которые вредят глазам, — мнение врача Так и ослепнуть можно! Ошибки в макияже, которые вредят глазам, — мнение врача

Макияж — неотъемлемая часть жизни современной женщины

Cosmopolitan
Как стать актером: ключевые этапы на пути к великой карьере, славе и деньгам Как стать актером: ключевые этапы на пути к великой карьере, славе и деньгам

От большого желания к конкретным действиям

Playboy
Как скрыть номер в Телеграм: инструкция для смартфонов и ПК Как скрыть номер в Телеграм: инструкция для смартфонов и ПК

Разбираемся, как скрыть от контактов в Телеграм номер телефона

CHIP
Практика большого взрыва Практика большого взрыва

Мадс Миккельсен снова пытается применить на практике одну научную теорию

СНОБ
«Съел боул с ростками — закрыл гештальт». Создатель «здорового попкорна» и вегетарианский шеф-повар — о мифах об авокадо, правильном питании, модной годжи и немодной брюкве «Съел боул с ростками — закрыл гештальт». Создатель «здорового попкорна» и вегетарианский шеф-повар — о мифах об авокадо, правильном питании, модной годжи и немодной брюкве

Как найти баланс между пользой и эмоциями от еды?

Inc.
Обмани меня Обмани меня

Амурные аферисты: самые распространенные способы брачного мошенничества

Лиза
Накорми меня, если сможешь Накорми меня, если сможешь

Эксперт: как приучить ребенка к здоровой и полезной пище

Лиза
Не отдам! Не отдам!

Марта Кетро – о том, чем оборачивается собственничество по отношению к мужчине

Cosmopolitan
Первый полет в космос: 8 неизвестных фактов Первый полет в космос: 8 неизвестных фактов

Малоизвестные подробности первого полета в космос

РБК
Плазменные чудеса: от пистолета до медицины Плазменные чудеса: от пистолета до медицины

Реальные фантастические профессии плазмы

Популярная механика
«Вернемся к нашим баранам»: стоит ли смотреть сериал про агента ФБР из истории о Ганнибале Лектере «Вернемся к нашим баранам»: стоит ли смотреть сериал про агента ФБР из истории о Ганнибале Лектере

Почему сериал «Кларисса» — спин-офф «Молчания ягнят» не стоит вашего внимания

Forbes
Создано универсальное водородное топливо в виде пасты: дешево и удобно Создано универсальное водородное топливо в виде пасты: дешево и удобно

«Powerpaste» - паста на основе магния, которая накапливает водородную энергию

Популярная механика
Алло, гараж! Алло, гараж!

Смартфон и кнопочный телефон: как выбрать мобильник для своей мамы или бабушки?

Лиза
Новая Lada Niva Travel: первые впечатления за рулем Новая Lada Niva Travel: первые впечатления за рулем

Дебют обновленной Lada Niva

РБК
Экстремальное сжатие силиката магния помогло воссоздать условия земной мантии Экстремальное сжатие силиката магния помогло воссоздать условия земной мантии

Ученым понадобилось сжать силикат магния, чтобы смоделировать мантию планеты

N+1
Звезда «Топей» и будущий «Майор Гром»: интервью с Тихоном Жизневским Звезда «Топей» и будущий «Майор Гром»: интервью с Тихоном Жизневским

Тихон Жизневский — о том, почему важно вовремя уйти и вовремя вернуться

Cosmopolitan
Секс, беременность, падения: 8 самых популярных снов и их значение Секс, беременность, падения: 8 самых популярных снов и их значение

Что означают твои сны?

Cosmopolitan
Солнечный свет помог в создании прозрачной древесины Солнечный свет помог в создании прозрачной древесины

Ученые сделали производство прозрачной древесины экологичнее, эффективнее, проще

N+1
Космические тоннели Космические тоннели

Существуют ли кротовые норы?

Популярная механика
Читаем свои руки: что такое хиромантия и как ее использовать в личных целях Читаем свои руки: что такое хиромантия и как ее использовать в личных целях

О чем нам могут рассказать наши ладони?

Cosmopolitan
Каково это: критические дни в космосе? Каково это: критические дни в космосе?

Оказывается, есть такая профессия - космический гинеколог

Cosmopolitan
Интервью с белорусским акционистом Алексеем Кузьмичом ‎о политическом искусстве и критике протестов Интервью с белорусским акционистом Алексеем Кузьмичом ‎о политическом искусстве и критике протестов

Белорусский акционист Алексей Кузьмич — о том, за что критикует оппозицию

СНОБ
Мал, да удал: мини-сериалы 2020-го года, от которых невозможно оторваться! Мал, да удал: мини-сериалы 2020-го года, от которых невозможно оторваться!

Лучшие мини-сериалы 2020-го года

Cosmopolitan
Биологи разработали два новых метода терапии гепатита B Биологи разработали два новых метода терапии гепатита B

РНК-интерференция интерферона смогут снизить активность вируса гепатита В

N+1
Какой мужчина! Сериалы с самыми привлекательными актерами Какой мужчина! Сериалы с самыми привлекательными актерами

Эти сериалы можно смотреть хотя бы ради актеров, исполняющих главные роли

Cosmopolitan
«Вам просили передать: маловато безумия» «Вам просили передать: маловато безумия»

Рената Литвинова о своем «Северном ветре» и полном матриархате

Weekend
Открыть в приложении