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

Переменные величины Переменные величины

Как заработали состояние богатейшие селфмейдмены мира?

РБК
Вредные советы: какие стартапы никогда не получат инвестиции Вредные советы: какие стартапы никогда не получат инвестиции

Как точно не привлечь деньги венчурных инвесторов

Forbes
Почему Пентагон недоволен самолетом F-35 Почему Пентагон недоволен самолетом F-35

Истребители-бомбардировщики F-35 оказались почти непригодны к эксплуатации

Популярная механика
Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда Первая глава романа «Братство» Ингара Йонсруда

Отрывок из дебютного детективного романа «Братство» Ингара Йонсруда

СНОБ
Да Лана вам Да Лана вам

Почему новая пластинка Ланы дель Рей может стать самой токсичной в её карьере

GQ
Как менялось отношение к делу Вуди Аллена и Миа Фэрроу Как менялось отношение к делу Вуди Аллена и Миа Фэрроу

История отношения общества и прессы к Вуди Аллену и его семье с Миа Фэрроу

Weekend
Добродетель умеренности: как научиться жить (недолго) без воды, еды и общества Добродетель умеренности: как научиться жить (недолго) без воды, еды и общества

Есть в этом мире вещи, без которых тебе действительно крышка

Maxim
Цифровой Левиафан: как политика влияет на развитие технологий Цифровой Левиафан: как политика влияет на развитие технологий

Почему проваливается российская цифровизация?

Forbes
Яйцеклетка — что нужно знать? Яйцеклетка — что нужно знать?

Яйцеклетка — самая крупная клетка твоего организма

Cosmopolitan
13,5 вещей с аппетитными названиями, которые несъедобны и даже смертельны 13,5 вещей с аппетитными названиями, которые несъедобны и даже смертельны

Выплюнь это немедленно!

Maxim
От теории к практике: как меняется бизнес-литература От теории к практике: как меняется бизнес-литература

Какие авторы и аудиокниги жанра бизнеса и экономики сегодня на пике популярности

Inc.
Как решить финансовые проблемы: руководство для тех, кто не хочет погрязнуть в долгах Как решить финансовые проблемы: руководство для тех, кто не хочет погрязнуть в долгах

Как справиться с денежными трудностями и начать относиться к деньгам рационально

Playboy
Что делать днем, чтобы уснуть ночью, и как быть, если уснуть не получается. Советы от эксперта по тревоге Что делать днем, чтобы уснуть ночью, и как быть, если уснуть не получается. Советы от эксперта по тревоге

Проблемы, которые лишают нас сна и инструменты для борьбы с ними

Inc.
Худшие эпизоды известных сериалов Худшие эпизоды известных сериалов

Ложка дёгтя в твоём любимом сериале

Maxim
«Ельцин был человеком миссии». Георгий Сатаров о первом президенте России «Ельцин был человеком миссии». Георгий Сатаров о первом президенте России

Георгий Сатаров: Ельцин был компромиссным человеком и в жизни, и в политике

СНОБ
Чему нас учит измена и как она может изменить нашу жизнь к лучшему Чему нас учит измена и как она может изменить нашу жизнь к лучшему

Что произошло между двумя людьми, раз союз затрещал по швам

Psychologies
Ломает волосы, портит цвет и еще 3 причины отказаться от ламинирования Ломает волосы, портит цвет и еще 3 причины отказаться от ламинирования

Ламинирование – не единственный способ сделать волосы красивыми

Cosmopolitan
Зеленое будущее: как цианобактерии помогут человечеству выживать на Марсе Зеленое будущее: как цианобактерии помогут человечеству выживать на Марсе

Цианобактерии могут успешно расти в условиях марсианской атмосферы

Популярная механика
На вторых ролях: почему ни один из топ-менеджеров Amazon не стал миллиардером На вторых ролях: почему ни один из топ-менеджеров Amazon не стал миллиардером

Что известно о Энди Ясси и почему он так и не стал миллиардером?

Forbes
Как мир стал многоклеточным Как мир стал многоклеточным

Короткая жизнь биолога Алексея Захваткина увенчалась открытием мирового значения

Наука
Маяк, из-за которого произошло 23 кораблекрушения Маяк, из-за которого произошло 23 кораблекрушения

Вспоминай его каждый раз, когда тебе говорят, что ты плохо делаешь свою работу.

Maxim
Эффективные упражнения на выносливость: описания, видео, советы Эффективные упражнения на выносливость: описания, видео, советы

С помощью каких несложных упражнений можно улучшить физическую форму?

РБК
58 лет вместе: роман Андрея Мягкова и Анастасии Вознесенской длиною в жизнь 58 лет вместе: роман Андрея Мягкова и Анастасии Вознесенской длиною в жизнь

Андрей Мягков и Анастасия Вознесенская доказали, что любовь живет всю жизнь

Cosmopolitan
Зеркальные ядра продемонстрировали сильное нарушение симметрии Зеркальные ядра продемонстрировали сильное нарушение симметрии

Зеркальные ядра криптона и селена имеют нарушение симметрии

N+1
Варя, надежда, любовь Варя, надежда, любовь

Актриса Варвара Шмыкова говорит, что эмоции у нее всегда через край

Cosmopolitan
Тянем-подтянем Тянем-подтянем

Чтобы помолодеть на 7 лет за одну процедуру, нужен SMAS-лифтинг

Лиза
7 очень странных исторических фактов о сексе 7 очень странных исторических фактов о сексе

Блесни эрудицией во время секса!

Maxim
«Орлиный коготь» и еще три провальные спецоперации «Орлиный коготь» и еще три провальные спецоперации

Не пытайтесь повторить эти операции

Maxim
Вы считаете себя талантливым человеком? Вопрос дня Вы считаете себя талантливым человеком? Вопрос дня

Участники проекта «Сноб» рассказывают, считают ли они себя талантливыми

СНОБ
Веселая вдова: лучшая роль Мишель Пфайффер — женщина, которая неудачно спланировала свою смерть Веселая вдова: лучшая роль Мишель Пфайффер — женщина, которая неудачно спланировала свою смерть

Почему фильм «Уйти не прощаясь» может принести «Оскар» Мишель Пфайффер

Forbes
Открыть в приложении