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

Эта контрастная планета Эта контрастная планета

«Аэлита» Якова Протазанова — первый большой фильм о космическом полете

Наука
Что вы стеснялись спросить: 5 неудобных вопросов к Skoda Octavia Что вы стеснялись спросить: 5 неудобных вопросов к Skoda Octavia

Skoda Octavia — это самый практичный автомобиль за свои деньги

РБК
От экзопланет к экзолунам От экзопланет к экзолунам

Экзопланеты, экзолуны и шансы на жизнь в космосе — новые открытия

Знание – сила
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
Танцы в Аничковом Танцы в Аничковом

При дворе Николая I светские законы сочетались с военным уставом

Дилетант
Редкие новозеландские чайки помешали строительству католического собора Редкие новозеландские чайки помешали строительству католического собора

Птицы поселились на планируемом месте его строительства, и тревожить их нельзя

N+1
Галадриэль или королева Елизавета I: 10 лучших ролей Кейт Бланшетт Галадриэль или королева Елизавета I: 10 лучших ролей Кейт Бланшетт

Список обязательных к просмотру фильмов с участием Кейт Бланшетт

Cosmopolitan
Как Джефф Безос стал самым богатым человеком в мире Как Джефф Безос стал самым богатым человеком в мире

Как Джефф Безос сколотил империю и заработал почти $200 млрд

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

Малоизвестные подробности первого полета в космос

РБК
Как находить поводы для благодарности каждый день Как находить поводы для благодарности каждый день

Как найти какие-то поводы для радости и благодарности даже в трудное время

Psychologies
Алексей Москалёв: «Выглядеть молодо можно, только замедлив процессы старения всего организма» Алексей Москалёв: «Выглядеть молодо можно, только замедлив процессы старения всего организма»

Как оставаться молодой, красивой и здоровой как можно дольше?

Здоровье
«Моего оптимизма хватит на двоих»: история мамы, чья дочь победила рак «Моего оптимизма хватит на двоих»: история мамы, чья дочь победила рак

История мамы и ее дочери, которые сумели победить рак благодаря оптимизму

Psychologies
Литий-ионные аккумуляторы стали надежнее и эффективнее благодаря кремнию Литий-ионные аккумуляторы стали надежнее и эффективнее благодаря кремнию

Ученые смогли увеличить емкость литий-ионных батареек

Популярная механика
“Нам нравится щекотать друг другу мозг” “Нам нравится щекотать друг другу мозг”

Конфликтолог Андрей Кёниг помогает снизить накал страстей в паре

Psychologies
Роскошь Востока: турецкие сериалы для тех, кому понравился «Великолепный век» Роскошь Востока: турецкие сериалы для тех, кому понравился «Великолепный век»

Самые успешные сериальные проекты турецкого кинематографа

Cosmopolitan
Лучше дольше, да лучше Лучше дольше, да лучше

Есть ли предел человеческой жизни? Достижимо ли бессмертие?

Наука
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
Логика войны: почему приговор Навальному станет долгосрочным фактором нестабильности Логика войны: почему приговор Навальному станет долгосрочным фактором нестабильности

Оппозиционная деятельность окончательно приравнена к уголовным преступлениям

Forbes
Любовь: вихрь эмоций или кропотливая работа? Любовь: вихрь эмоций или кропотливая работа?

Психолог: как отличить мечту о близости от реального чувства любви?

Psychologies
Элеонора Севенард: «В балете, как в жизни, – если упал, надо подниматься и продолжать» Элеонора Севенард: «В балете, как в жизни, – если упал, надо подниматься и продолжать»

Солистка Большого театра Элеонора Севенард о плюсах служебного романа

Grazia
«Невероятно настоящий». Коллеги Кирилла Серебренникова — о работе с ним «Невероятно настоящий». Коллеги Кирилла Серебренникова — о работе с ним

Коллеги и ученики Кирилла Серебренникова о том, чему они научились у него

РБК
Пэрис Хилтон 40 лет. Как последний столп гламура держится на плаву Пэрис Хилтон 40 лет. Как последний столп гламура держится на плаву

Флагману селебрити-культуры Пэрис Хилтон удалось не исчезнуть с радаров

РБК
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
Что делать, если оштрафовали за разметку под снегом. Инструкция Что делать, если оштрафовали за разметку под снегом. Инструкция

Как обжаловать «письмо счастья»?

РБК
На два фронта На два фронта

Что делать женщине, если ее муж – «двоеженец» и не собирается ничего менять?

Лиза
Сверхкритическое состояние или умный текстиль? Сверхкритическое состояние или умный текстиль?

В Институте химии растворов им. Г. А. Крестова разрабатывают уникальный текстиль

Наука и жизнь
Польза масла черного тмина: научные данные Польза масла черного тмина: научные данные

Вместе с экспертом разбираемся в полезных свойствах тмина

РБК
Мурены с карибских рифов выиграли от истребления акул Мурены с карибских рифов выиграли от истребления акул

Мурены остаются многочисленными на рифах поблизости с поселениями

N+1
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
Пудрить или нет? 6 мифов о пудре или что мы делаем не так – объяснит визажист Пудрить или нет? 6 мифов о пудре или что мы делаем не так – объяснит визажист

Пудра по праву считается королевой макияжа

Cosmopolitan
Открыть в приложении