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
Ацетат-ионы помогли получить аморфные пленки перовскита в нормальных условиях Ацетат-ионы помогли получить аморфные пленки перовскита в нормальных условиях

Химики смогли получить аморфные и смешанные пленки перовскита

N+1
История древних людей на Юге России отодвигается еще дальше в прошлое История древних людей на Юге России отодвигается еще дальше в прошлое

Археологи возобновили полевые исследования Бирючья Балка‑2

Знание – сила
С вами говорит телевизор С вами говорит телевизор

Татьяна Алешичева о сериале «Ванда/Вижен», умном супергеройском ситкоме

Weekend
Антигон Одноглазый Антигон Одноглазый

Антигон Одноглазый: великий полководец и дипломат, которого погубила алчность

Дилетант
Спать 8 часов недостаточно: доктор назвала 7 видов отдыха, которые мы игнорируем Спать 8 часов недостаточно: доктор назвала 7 видов отдыха, которые мы игнорируем

Чтобы восстановиться полностью, надо отдыхать по всем фронтам

Playboy
Обмани меня Обмани меня

Амурные аферисты: самые распространенные способы брачного мошенничества

Лиза
Не отдам! Не отдам!

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

Cosmopolitan
Свет заставил полимерные диски левитировать в условиях мезосферы Свет заставил полимерные диски левитировать в условиях мезосферы

Ученые изготовили полимерные диски, способные летать в вакууме

N+1
Снизившуюся популярность коллекционирования бабочек назвали угрозой их изучения Снизившуюся популярность коллекционирования бабочек назвали угрозой их изучения

Сегодня люди стараются фотографировать бабочек, а не ловить их

N+1
Пикап по-самурайски. Как знакомиться с девушками в японских ресторанах Пикап по-самурайски. Как знакомиться с девушками в японских ресторанах

Почему нужно знакомиться с девушкой в японском ресторане?

Maxim
10 фильмов, в которых актеры любили друг друга по-настоящему 10 фильмов, в которых актеры любили друг друга по-настоящему

От любви сыгранной до любви настоящей - один шаг, особенно в кино

Cosmopolitan
Сосланный в андроида Сосланный в андроида

Фантастический рассказ Александра Маркова

Наука и жизнь
«Рана» Оксаны Васякиной — роман о любви и нелюбви. Публикуем его фрагмент «Рана» Оксаны Васякиной — роман о любви и нелюбви. Публикуем его фрагмент

Отрывок из умного и эмоционально насыщенного романа о любви от Оксаны Васякиной

Esquire
Субмаринные воды Крыма Субмаринные воды Крыма

Дебет подземных вод Горного Крыма оценивается примерно в 330 млн м3 в год

Наука
Правильное питание: инструкция для начинающих Правильное питание: инструкция для начинающих

Что и как есть с пользой и без строгих запретов

РБК
5 способов усилить мотивацию для похудения (теперь у тебя точно получится) 5 способов усилить мотивацию для похудения (теперь у тебя точно получится)

Как получить мотивацию для похудения?

Playboy
«Современная смерть. Как медицина изменила уход из жизни» «Современная смерть. Как медицина изменила уход из жизни»

Отрывок из книги Хайдера Варрайч «Современная смерть»

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

Осторожно, долгожданные спойлеры!

Maxim
Мощные ледниковые щиты за последние 150 тысяч лет дважды опреснили Северный Ледовитый океан Мощные ледниковые щиты за последние 150 тысяч лет дважды опреснили Северный Ледовитый океан

Арктика превращается в изолированный пресноводный резервуар

N+1
Реальная любовь Реальная любовь

Мы встретились с известным футболистом Кириллом Комбаровым и его супругой

OK!
Иосиф Бродский: «Никакая жизнь не подлежит сохранению». О музее Иосифа Бродского «Полторы комнаты» в Санкт-Петербурге Иосиф Бродский: «Никакая жизнь не подлежит сохранению». О музее Иосифа Бродского «Полторы комнаты» в Санкт-Петербурге

Почему создатели музея Иосифа Бродского отказались от привычных форматов

СНОБ
Валерия: «Удивляет все, что происходит на сцене» Валерия: «Удивляет все, что происходит на сцене»

Валерия все успевает и всегда остается молодой, красивой и безупречно элегантной

Лиза
Все, что вы хотели знать о полиамории, но стеснялись спросить Все, что вы хотели знать о полиамории, но стеснялись спросить

Разбираемся, что такое полиамория и к чему надо быть готовым в таких отношениях

Psychologies
Этот герой устал, мы ему верим: «Новости со всех концов света» — новый вестерн с Томом Хэнксом в главной роли Этот герой устал, мы ему верим: «Новости со всех концов света» — новый вестерн с Томом Хэнксом в главной роли

«Новости со всех концов света» — неовестерн, очеловечивающий жестоких героев

Forbes
История в поколениях История в поколениях

Семейная компания FiNEX отмечает в этом году 20-летие

SALON-Interior
Возрожденная британская популяция журавлей преодолела рубеж в двести особей Возрожденная британская популяция журавлей преодолела рубеж в двести особей

Как в Великобритании восстанавливают популяцию журавлей

N+1
Правила жизни Бенисио Дель Торо Правила жизни Бенисио Дель Торо

Правила жизни актера Бенисио Дель Торо

Esquire
Самобытная Россия: нивхи Самобытная Россия: нивхи

Как нивхи пешком пришли на Сахалин с Большой земли

Культура.РФ
Любовь живет четыре года Любовь живет четыре года

Анн-Софи Пайере раз в четыре года меняет жилье и с нуля создает новый интерьер

AD
Открыть в приложении