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

Элизабет из Верхотурья: в поисках страшной красоты Элизабет из Верхотурья: в поисках страшной красоты

Как выглядит уральская глубинка глазами сильных женщин

Русский репортер
Компьютерная томография подтвердила драматическую гибель египетского царя Компьютерная томография подтвердила драматическую гибель египетского царя

Фараон Секененра Таа II попал в руки многочисленных врагов и был жестоко убит

N+1
Сын вырос и не общается с матерью: почему так происходит Сын вырос и не общается с матерью: почему так происходит

В чем сегодня заключается сыновний долг перед матерью?

Psychologies
Хороший, плохой, злой Хороший, плохой, злой

Как научить детей справляться с эмоциями?

Здоровье
5 лучших хорроров, чтобы не скучать в пандемию: часть 2 5 лучших хорроров, чтобы не скучать в пандемию: часть 2

Хорроры, которые помогут скоротать вечера и немного пощекотать нервы

Популярная механика
Перекачанные лица, или Overfilling: как выходят и чем грозят, знает косметолог Перекачанные лица, или Overfilling: как выходят и чем грозят, знает косметолог

Зачем так надуваться? Психологическая проблема или ошибка пластического хирурга?

Cosmopolitan
Илону Маску не хватило денег на российские ракеты — и он создал SpaceХ. Почему надо перестать повторять чужие ошибки и искать ключи под фонарем Илону Маску не хватило денег на российские ракеты — и он создал SpaceХ. Почему надо перестать повторять чужие ошибки и искать ключи под фонарем

Отрывок из книги «Думай как Илон Маск» бывшего ракетостроителя Озана Варола

Inc.
Читаем в феврале: 5 книжных новинок для любителей хорошей литературы Читаем в феврале: 5 книжных новинок для любителей хорошей литературы

Салли Руни, Алексей Поляринов и другие книжные новинки в этой подборке

Psychologies
5 шагов к эффективному управлению командой на удаленке 5 шагов к эффективному управлению командой на удаленке

Как сделать дистанционную работу максимально эффективной

СНОБ
В погоне за молодостью В погоне за молодостью

Как в 50 выглядеть на 30

Добрые советы
Сила Сибири Сила Сибири

Пять городов Сибири, где можно насладиться настоящей зимой

Лиза
Стала красивее,чем Хюррем: как изменилась Мерьем Узерли после пластики и диеты Стала красивее,чем Хюррем: как изменилась Мерьем Узерли после пластики и диеты

Мерьем Узерли расцвела, как прекрасный восточный цветок

Cosmopolitan
Клатч у груди и вибратор в сумочке: что скрывала леди Диана — 6 тайн принцессы Клатч у груди и вибратор в сумочке: что скрывала леди Диана — 6 тайн принцессы

Вспоминаем самые странные привычки принцессы Дианы и раскрываем их тайный смысл

Cosmopolitan
Для карьеры и не только: как научиться красиво говорить Для карьеры и не только: как научиться красиво говорить

Как научиться говорить красиво и правильно

Cosmopolitan
История подводки для глаз: что изменилось за 100 лет? История подводки для глаз: что изменилось за 100 лет?

Сложно поверить, но популярности подводки мы обязаны Тутанхамону

Cosmopolitan
«Если имеешь свою позицию, отстаивай ее до конца»: пять девушек из TikTok о том, почему они сняли ролики о протестах «Если имеешь свою позицию, отстаивай ее до конца»: пять девушек из TikTok о том, почему они сняли ролики о протестах

Блогеры TikTok рассказали, почему в России так долго ничего не меняется

Forbes
Poker face: как блеф может изменить твою жизнь Poker face: как блеф может изменить твою жизнь

Рейтинг самых лучших блефов в истории

Maxim
Как по поведению девушки понять, что у тебя есть шанс закрутить с ней служебный роман Как по поведению девушки понять, что у тебя есть шанс закрутить с ней служебный роман

10 признаков, что твоя симпатичная коллега на работе не против

Maxim
Народная медицина: 5 растений, чьи полезные свойства доказаны наукой Народная медицина: 5 растений, чьи полезные свойства доказаны наукой

Самые популярные растения, которые могут положительно сказаться на здоровье

Популярная механика
Солнечный свет помог в создании прозрачной древесины Солнечный свет помог в создании прозрачной древесины

Ученые сделали производство прозрачной древесины экологичнее, эффективнее, проще

N+1
Риналь Мухаметов: «Мне не нравится слово «брак» Риналь Мухаметов: «Мне не нравится слово «брак»

Актер театра и кино – о бытовых условностях и космическом вакууме

Cosmopolitan
МДМА помог при алкоголизме МДМА помог при алкоголизме

Психотерапия алкоголизма с использованием МДМА показала эффективность

N+1
Где мы настоящие — в соцсетях или в жизни? Ни там ни там… Где мы настоящие — в соцсетях или в жизни? Ни там ни там…

Почему социальный перфекционизм отнимает наши личности

GQ
Парни поделились главными вещами, которым их научили отцы Парни поделились главными вещами, которым их научили отцы

Эти отцовские уроки запоминаются на всю жизнь

Playboy
Модная база: выбрали актуальные черные кофты для твоих стильных образов Модная база: выбрали актуальные черные кофты для твоих стильных образов

Черная кофта – универсальная базовая вещь

Cosmopolitan
Пять способов борьбы с внутренней тревогой Пять способов борьбы с внутренней тревогой

Как рождается беспокойство и почему оно бывает выгодным для нас?

Psychologies
Почему блогеры и инфлюенсеры могут и вдохновлять, и раздражать? Почему блогеры и инфлюенсеры могут и вдохновлять, и раздражать?

Почему красивые картинки и успешные люди вызывают у нас и вдохновение и злость?

Psychologies
5 ошибок сооснователя Playkey Егора Гурьева 5 ошибок сооснователя Playkey Егора Гурьева

Егор Гурьев, сооснователь Playkey, поделился ошибками своей команды

Inc.
«Нищебродов прошу не писать»: могут ли деньги сделать вас настоящим мужчиной «Нищебродов прошу не писать»: могут ли деньги сделать вас настоящим мужчиной

Григорий Туманов — о том, как связаны маскулинность и деньги

Forbes
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
Открыть в приложении