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

Новый взгляд на маневры Новый взгляд на маневры

Что находится внутри у инновационного маневрового локомотива ЭМКА2

Наука
Какое количество шоколада может убить человека Какое количество шоколада может убить человека

Что будет, если съесть сразу несколько килограмм шоколада?

Популярная механика
Причины таяния льдов Арктики. Астрономический фактор Причины таяния льдов Арктики. Астрономический фактор

Каковы причины таяния льдов Арктики и нынешнего потепления климата

Наука и жизнь
РПЦЗ и катакомбники: антисоветское православие РПЦЗ и катакомбники: антисоветское православие

В ХХ веке русское православие столкнулось с новым конфликтом

Weekend
Цифровая паутина «Черного квадрата» Цифровая паутина «Черного квадрата»

Как манифест Малевича переосмысливают современные художники

Вокруг света
Отличные фильмы с Мягковым, которые ты мог пропустить Отличные фильмы с Мягковым, которые ты мог пропустить

Андрей Мягков играл не только в «Иронии судьбы» или «Служебном романе»

Maxim
Mazda CX-30: модель минус-сайз Mazda CX-30: модель минус-сайз

Самая обаятельная и привлекательная Mazda CX-30!

Maxim
Английское убийство Английское убийство

Смерть инакомыслящего: по заказу монарха или по недоразумению?

Вокруг света
Собаки прошли тест на осознание границ своего тела Собаки прошли тест на осознание границ своего тела

Собаки способны воспринимать свое тело как помеху при решении задачи

N+1
Как научиться высыпаться Как научиться высыпаться

Хочешь хорошо выспаться?

Maxim
10 антиромантических фильмов к 14 февраля 10 антиромантических фильмов к 14 февраля

Список серьезных фильмов о любви из разных жанров и эпох

Cosmopolitan
Новый нос – за 3 дня и без реабилитации. Вся правда от пластического хирурга Новый нос – за 3 дня и без реабилитации. Вся правда от пластического хирурга

Сенсационный метод "сохраняющей" ринопластики по меньшей мере обнадеживает!

Cosmopolitan
Наркотики и аборты без анестезии: как обращались с детьми-актерами в Голливуде Наркотики и аборты без анестезии: как обращались с детьми-актерами в Голливуде

Голливуд — фабрика грез с двойным дном

Cosmopolitan
«Зай, а что тут нажать?»: почему мужчины беспомощны в быту (или делают вид) «Зай, а что тут нажать?»: почему мужчины беспомощны в быту (или делают вид)

Почему мужчины верят, что не в состоянии справиться с домашними обязанностями

Cosmopolitan
Почему собаки едят сухой корм, и могут ли они перейти на «человеческую» пищу Почему собаки едят сухой корм, и могут ли они перейти на «человеческую» пищу

Веками собаки «подъедали» за человеком, почему теперь мы кормим их сухим кормом?

Популярная механика
Что представляет собой флот Монголии, не имеющей выхода к морю Что представляет собой флот Монголии, не имеющей выхода к морю

К 1990 году монгольский флот состоял из единственного судна

Maxim
«Титаники» наших дней: чем опасны круизы сегодня «Титаники» наших дней: чем опасны круизы сегодня

Часть романтики морских путешествий состоит в ощущении опасности

Популярная механика
Алкогений №75: Л. И. Брежнев Алкогений №75: Л. И. Брежнев

Леонид Ильич Брежнев не был алкоголиком ельцинского калибра

Maxim
Проще простого: 8 лайфхаков для уборки Проще простого: 8 лайфхаков для уборки

Полезные советы для тех, кто хочет тратить время на бесконечную работу по дому

Домашний Очаг
Как отличить натуральный мех от искусственного — отвечает эксперт Как отличить натуральный мех от искусственного — отвечает эксперт

Эксперт: как отличить качественный натуральный и искусственный мех от подделки

Cosmopolitan
Правда ли, что Маяковский и Есенин ненавидели друг друга? Правда ли, что Маяковский и Есенин ненавидели друг друга?

Маяковский и Есенин в сознании оказались самыми ярыми антагонистами ХХ века

Культура.РФ
Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК Полусинтетический организм с «лишней» парой оснований в ДНК

Продукт генной инженерии способен к воспроизводству

Популярная механика
8 мужских советов из XVIII века, которые актуальны и сегодня 8 мужских советов из XVIII века, которые актуальны и сегодня

Первоклассные рекомендации, который пригодятся тебе и твоему сыну

Maxim
«Люблю, но это инцест»: Регина Мянник и Марат Башаров о своих отношениях «Люблю, но это инцест»: Регина Мянник и Марат Башаров о своих отношениях

Регина Мянник рассказала о своем партнере по театральной сцене

Cosmopolitan
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
Зачем ученые подсчитывают фекалии рыб в мировом океане Зачем ученые подсчитывают фекалии рыб в мировом океане

Рыбные фекалии полны углерода, а океан полон фекалий

Популярная механика
Старшие и младшие Старшие и младшие

Как правильно воспитывать двух детей с большой разницей в возрасте?

Лиза
Ретабло – древнейшее из искусств Ретабло – древнейшее из искусств

Ретабло – картины, которые жертвуют церквям в благодарность о помощи святых

Вокруг света
В атмосфере Венеры нет биомаркеров жизни: ошибка ученых В атмосфере Венеры нет биомаркеров жизни: ошибка ученых

Газ на Венере никак не связан с деятельностью живых микробов

Популярная механика
Какой получилась игра The Medium — первый в истории хоррор с двумя реальностями в одном экране Какой получилась игра The Medium — первый в истории хоррор с двумя реальностями в одном экране

The Medium — самый дорогой проект студии Bloober Team, и это их лучшая игра

Esquire
Открыть в приложении