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

Индия: в шаге от пилотируемой космонавтики Индия: в шаге от пилотируемой космонавтики

Как Индия собирается заселить орбиту

Наука
Не тестируется на животных: кто и на ком проверяет косметику и бытовую химию и при чем здесь этика Не тестируется на животных: кто и на ком проверяет косметику и бытовую химию и при чем здесь этика

Что такое этичное тестирование косметики и бытовой химии и как оно проводится

Популярная механика
Тайны девятой непланеты Тайны девятой непланеты

12 отгадок о Плутоне

Weekend
«Через 20 лет появятся технологии радикального продления жизни — нужно просто дожить». Антиэйджинг-предприниматели — о том, возможно ли бессмертие «Через 20 лет появятся технологии радикального продления жизни — нужно просто дожить». Антиэйджинг-предприниматели — о том, возможно ли бессмертие

Бессмертие перестало быть чем-то из разряда сказок и ненаучной фантастики

Inc.
Ярмарка тщеславия Ярмарка тщеславия

В детстве тебе говорили, что хвастать нехорошо, но как же всё-таки правильно?

VOICE
Почему есть грибы полезно и для организма, и для планеты Почему есть грибы полезно и для организма, и для планеты

Рассказываем о всех особенностях грибов и развеиваем мифы о них

РБК
Персона Персона

О необычных запросах клиентов и репутации русских александритов

Robb Report
Блефаропластика: открываем глаза на хирургию век — фотографии до и после Блефаропластика: открываем глаза на хирургию век — фотографии до и после

Блефаропластика – операция, которая действительно может творить чудеса с глазами

Cosmopolitan
Интервальное голодание: всем ли оно подходит? Интервальное голодание: всем ли оно подходит?

Кому подойдет, а кому, наоборот, может навредить интервальное голодание?

Psychologies
Попрыгай, и отеки уйдут! 8 эффективных лайфхаков — советует врач Попрыгай, и отеки уйдут! 8 эффективных лайфхаков — советует врач

Почему появляются отеки и как быстро привести себя в порядок?

Cosmopolitan
Устрашающие факты об Элисе Купере Устрашающие факты об Элисе Купере

Элис Купер — самый жуткий рокер этой планеты

Maxim
Открыта ранее неизвестная форма льда Открыта ранее неизвестная форма льда

Гигапаскали давления и чудовищный холод — вот что нужно для нового льда

Популярная механика
Прошла любовь: 10 звездных разводов, которые заставили нас плакать Прошла любовь: 10 звездных разводов, которые заставили нас плакать

Вспоминаем, чьи разводы тронули нас до глубины души.

Cosmopolitan
Неаполь, похороны: отрывок из дебютного романа Элены Ферранте, впервые на русском языке Неаполь, похороны: отрывок из дебютного романа Элены Ферранте, впервые на русском языке

Фрагмент из романа «Любовь в тягость» Элены Ферранте

Forbes
Физики научились управлять движением магнитных вихрей Физики научились управлять движением магнитных вихрей

Сделан важный шаг на пути к полному управлению магнитными вихрями

Наука
Мы уйдем из зоопарка Мы уйдем из зоопарка

Татьяна Алешичева о Берлине 70-х в сериале «Мы дети станции „Зоо“»

Weekend
Глобальный стендап: зачем нужна и чем хороша новая соцсеть ClubHouse Глобальный стендап: зачем нужна и чем хороша новая соцсеть ClubHouse

ClubHouse — новый культурный феномен или очередной IT-пшик?

Esquire
Трудно быть боссом Трудно быть боссом

Типичные ошибки, которые совершают начинающие руководители: как их избежать?

Cosmopolitan
Правила жизни Юбера де Живанши Правила жизни Юбера де Живанши

Правила жизни модельера и основателя модного дома Givenchy Юбера де Живанши

Esquire
Скоротаем вечерок: 10 мощных триллеров, от которых ты не сможешь оторваться Скоротаем вечерок: 10 мощных триллеров, от которых ты не сможешь оторваться

Эти книги ты не сможешь бросить на половине!

Cosmopolitan
Лже-Маяковские и еще 4 невероятные ретрофотографии Лже-Маяковские и еще 4 невероятные ретрофотографии

Иногда черно-белые снимки удивительнее цветных фильмов!

Maxim
Даниэль Лозакович: Со Страдивари налегке Даниэль Лозакович: Со Страдивари налегке

Блиц-интервью звезды классической музыки, скрипача Даниэля Лозаковича

СНОБ
Американские орнитологи опровергли эффект стола для пикников в Патагонии Американские орнитологи опровергли эффект стола для пикников в Патагонии

Редкие залетные птицы — не показатель присутствия новых видов

N+1
Принцип 80/20 Принцип 80/20

Как достичь большего с наименьшими усилиями

kiozk originals
11 королевских привычек, которые могут вам пригодиться 11 королевских привычек, которые могут вам пригодиться

Что полезного можно почерпнуть из королевского образа жизни в наше время.

GQ
«Ложечку за маму» и другие опасные послания про еду из нашего детства «Ложечку за маму» и другие опасные послания про еду из нашего детства

Как родители прививают детям вредные установки про еду

Psychologies
Физики поставили рекорд в измерении размера альфа-частицы Физики поставили рекорд в измерении размера альфа-частицы

Для этого они провели измерение частоты 2S-2S перехода в мюонном ионе гелия

N+1
Чем закончились популярные сериалы, которые шли по телевизору годами Чем закончились популярные сериалы, которые шли по телевизору годами

Осторожно, долгожданные спойлеры!

Maxim
Мафия Tesla: как бывшие подчиненные Илона Маска становятся его главными конкурентами Мафия Tesla: как бывшие подчиненные Илона Маска становятся его главными конкурентами

Люди, стоявшие у истоков Tesla, которые позднее бросили вызов Илону Маску

Forbes
Я не подарок Я не подарок

Есть ли надежда, что когда-нибудь эти странные подарки закончатся в продаже?

Cosmopolitan
Открыть в приложении