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

Судьба телескопа Судьба телескопа

Зонд Hubble проработал на орбите 30 славных лет – но что ждет его дальше?

Популярная механика
Штаны вместо юбки: как на самом деле одевалась Хюррем Султан: сериал VS жизнь Штаны вместо юбки: как на самом деле одевалась Хюррем Султан: сериал VS жизнь

Как же на самом деле одевалась Роксолана в реальной жизни

Cosmopolitan
Маршрут на выходные: космические пейзажи Северной Осетии Маршрут на выходные: космические пейзажи Северной Осетии

Северная Осетия — роскошные отели и заброшенные деревни.

GQ
Почему наша целеустремленность обусловлена эволюцией? Отрывок из книги «Что такое жизнь?» нобелевского лауреата Пола Нерса Почему наша целеустремленность обусловлена эволюцией? Отрывок из книги «Что такое жизнь?» нобелевского лауреата Пола Нерса

Фрагмент главы из книги «Что такое жизнь? Понять биологию за пять простых шагов»

Esquire
Том Круз Том Круз

Разбираем на запчасти Тома Круза

Maxim
Австралийцы убили 350000 крыс и мышей на острове Лорд-Хау. Это пошло на пользу редким видам Австралийцы убили 350000 крыс и мышей на острове Лорд-Хау. Это пошло на пользу редким видам

Проект по истреблению крыс на острове Лорд-Хау дал плоды

N+1
Считал Airbnb достойным соперником и ставил на лояльность: как Арне Соренсон сделал Marriott крупнейшей сетью отелей Считал Airbnb достойным соперником и ставил на лояльность: как Арне Соренсон сделал Marriott крупнейшей сетью отелей

Как Арне Соренсон превратил Marriott в самую крупную сеть гостиниц в мире

VC.RU
Как научиться высыпаться Как научиться высыпаться

Хочешь хорошо выспаться?

Maxim
Святой Валентин, что ты делаешь, прекрати! Святой Валентин, что ты делаешь, прекрати!

Самые запутанные любовные истории звезд, от которых голова идет кругом

Лиза
А ты пиши А ты пиши

Линор Горалик — о свободе творчества в мире, состоящем из ограничений

Vogue
Как сохранить крестец здоровым: упражнения для людей любого возраста Как сохранить крестец здоровым: упражнения для людей любого возраста

Как сохранить здоровье крестца и всего организма?

Psychologies
Операция «медиация»: как сохранить лицо во время конфликта без суда и следствия Операция «медиация»: как сохранить лицо во время конфликта без суда и следствия

Адвокат — о том, как решить конфликтные вопросы без суда

Forbes
Химики проследили за озоном в жилом доме Химики проследили за озоном в жилом доме

Большой вклад в химию озона в доме вносят кожные жиры людей

N+1
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
От танцпола до криминального мира (и обратно): самые знаковые кинообразы Джона Траволты От танцпола до криминального мира (и обратно): самые знаковые кинообразы Джона Траволты

Образы танцоров, бандитов и танцующих бандитов Джону Траволте удаются отлично

Esquire
Менсплейнинг — зло: женщины поделились историями, когда мужчины с умным видом втирали им очевидное Менсплейнинг — зло: женщины поделились историями, когда мужчины с умным видом втирали им очевидное

Как мужчины поучают женщин, независимо от того, насколько они сами компетентны

Playboy
Цвет настроения синий: как улучшить качество сна с помощью цвета и света Цвет настроения синий: как улучшить качество сна с помощью цвета и света

Процесс засыпания можно ускорить с помощью света

РБК
Физики сделали съедобные голограммы из кукурузного сиропа и ванильного экстракта Физики сделали съедобные голограммы из кукурузного сиропа и ванильного экстракта

Ученые исследовали оптические свойства сахарных дифракционных решеток

N+1
«Часики тикают»: как отвечать на бестактные вопросы о личной жизни «Часики тикают»: как отвечать на бестактные вопросы о личной жизни

«Когда свадьба?», «Скоро обзаведетесь наследниками?», «Пойдете за вторым?»

Psychologies
Айсберг, потопивший «Титаник», и еще четыре знаменитые цветные ретрофотографии Айсберг, потопивший «Титаник», и еще четыре знаменитые цветные ретрофотографии

Снимки, которые ты, возможно, видел раньше, но не знал их истории

Maxim
Машинное обучение помогло сгенерировать больше вариантов векторов для генной терапии Машинное обучение помогло сгенерировать больше вариантов векторов для генной терапии

Созданные нейросетям векторы сильнее отличаются от природных вариантов

N+1
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
Драма-принц Драма-принц

Встречайте: Джош О’Коннор

Glamour
Вышел сериал Вышел сериал

"Кларисса" — сериальное продолжение легендарного "Молчания ягнят"

Esquire
Дар неудачи Дар неудачи

Отпустите детей – они сами справятся

kiozk originals
Юмор, да и только Юмор, да и только

Декоратор Джонатан Адлер знает, как зарядить интерьер хорошим настроением

SALON-Interior
Два капитана Два капитана

Квартира в Санкт-Петербурге оформлена так, как будто владельцы живут на курорте

AD
10 самых эффективных масок для волос из обычных продуктов 10 самых эффективных масок для волос из обычных продуктов

10 самых эффективных масок, которые ты можешь сделать сама

Cosmopolitan
Уesман. Вспоминая Дмитрия Брусникина Уesман. Вспоминая Дмитрия Брусникина

Каким был актер и режиссер Дмитрий Брусникин

СНОБ
Как помочь ребенку найти друзей и поддерживать отношения с ними Как помочь ребенку найти друзей и поддерживать отношения с ними

Родители и друзья ребенка: как общаться и не беспокоиться

Psychologies
Открыть в приложении