Как Россия помогает строить крупнейший термоядерный реактор в мире

Популярная механикаHi-Tech

Заветный термояд: новая эра атомной энергетики

Анастасия Шартогашева

Больше полувека ученые пытаются построить на Земле машину, в которой, как в недрах звезд, идет термоядерная реакция. Технология управляемого термоядерного синтеза обещает человечеству практически неисчерпаемый источник чистой энергии. Советские ученые стояли у истоков этой технологии – и сейчас Россия помогает строить крупнейший термоядерный реактор в мире.

Части ядра атома удерживает вместе колоссальная сила. Высвободить ее можно двумя способами. Способ первый – использовать энергию деления больших тяжелых ядер из самого дальнего конца периодической таблицы: урана, плутония. На всех атомных электростанциях Земли источник энергии – это именно распад тяжелых ядер.

Но есть и второй способ высвободить энергию атома: не делить, а, наоборот, соединять ядра. Сливаясь, некоторые из них выделяют даже больше энергии, чем делящиеся ядра урана. Чем легче ядра, тем больше энергии выделится при слиянии (как еще говорят, синтезе), поэтому самый эффективный способ получить энергию ядерного синтеза – заставить сливаться ядра самого легкого элемента – водорода – и его изотопов.

Ручная звезда: сплошные плюсы

Ядерный синтез открыли в 1930-е годы, изучая процессы, происходящие в недрах звезд. Оказалось, что внутри каждого солнца идут реакции ядерного синтеза, а свет и тепло – это его продукты. Как только это стало понятно, ученые задумались о том, чтобы повторить происходящее в недрах Солнца на Земле. По сравнению со всеми известными источниками энергии «ручное Солнце» имеет ряд неоспоримых преимуществ.

Во-первых, топливом для него служит самый обыкновенный водород, запасов которого на Земле хватит на многие тысячи лет. Даже с учетом того, что для реакции нужен не самый распространенный изотоп, дейтерий, стакана воды хватит на то, чтобы неделю снабжать электричеством небольшой городок. Во-вторых, в отличие от горения углеводородов, реакция ядерного синтеза не дает токсичных продуктов – только нейтральный газ гелий.

Как зажечь «искусственное солнце», в общих чертах стало понятно уже в пятидесятые годы прошлого века. По обе стороны океана были выполнены расчеты, которые задали основные параметры управляемой реакции ядерного синтеза. Она должна происходить при огромной температуре в сотни миллионов градусов: в таких условиях электроны отрываются от своих ядер. Поэтому такую реакцию еще называют термоядерным синтезом. Голые ядра, сталкиваясь друг с другом на бешеных скоростях, преодолевают кулоновское отталкивание и сливаются.

90d09813e7ffe88e6a4a243a5b9788c9.jpg
Первый в мире токамак Т-1, Курчатовский институт, Москва. Был введен в эксплуатацию в 1958 году. Фото: Архив ГК "Росатом"

Проблемы и решения

Энтузиазм первых десятилетий разбился о невероятную сложность задачи. Запустить термоядерный синтез оказалось относительно просто – если делать это в форме взрыва. Тихоокеанские атоллы и советские полигоны в Семипалатинске и на Новой Земле испытали на себе всю мощь термоядерной реакции уже в первое послевоенное десятилетие.

Вот только использовать эту мощь, кроме как для разрушения, гораздо сложнее, чем взорвать термоядерный заряд. Чтобы применять термоядерную энергию для получения электричества, реакцию нужно проводить контролируемо – так, чтобы энергия выделялась небольшими порциями.

Как это сделать? Среда, в которой идет термоядерная реакция, называется плазмой. Она похожа на газ, только в отличие от нормального газа состоит из заряженных частиц. А управлять поведением заряженных частиц можно с помощью электрических и магнитных полей.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Девушка года Playboy-2018» From Siberia with love Девушка года Playboy-2018» From Siberia with love

«Девушка года Playboy-2018»: Лидия Пономарева – из Сибири с любовью

Playboy
Русская Опра Уинфри Русская Опра Уинфри

О своей работе рассказывает звездный интервьюер Алена Жигалова

ЖАРА Magazine
Каста здесь Каста здесь

Некоторые соображения об устройстве российского общества

Esquire
Интимные подробности любви сапиенсов и неандертальцев Интимные подробности любви сапиенсов и неандертальцев

Генетики выяснили, куда неандертальцы дели свою мужскую хромосому

СНОБ
Крошка Ро Крошка Ро

Блогер Марьяна Ро выбралась в реальный мир без одежды

Maxim
10 фактов о Хоакине Фениксе (плюс редкие фотографии) 10 фактов о Хоакине Фениксе (плюс редкие фотографии)

Возможно, Хоакин Феникс — величайший киноактер современной Америки

Maxim
Берут – беги Берут – беги

Теневая экономика России настолько велика, что называть ее теневой даже неловко

Esquire
На таком поводке, что нельзя дышать На таком поводке, что нельзя дышать

Распознать абьюз и выйти из круга насилия

Psychologies
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Как съездить вместе в «Икею» и не расстаться Как съездить вместе в «Икею» и не расстаться

Собираешься со своей девушкой в IKEA? Сначала изучи эти правила

Maxim
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
37 вещей, которые не должен делать мужчина 37 вещей, которые не должен делать мужчина

Чего настоящему мужчине не стоит делать?

Maxim
Нейросеть заставили «развидеть» самолёты Нейросеть заставили «развидеть» самолёты

Обнаружен способ ввести нейросеть в заблуждение путём замены камуфляжа

Популярная механика
Дустом их: что, если бы тараканов не было Дустом их: что, если бы тараканов не было

Мы зависим от тараканов

Популярная механика
2000 год 2000 год

Отставка Бориса Ельцина, катастрофа подлодки «Курск», «Брат 2» и другие события

Esquire
Мифы о богах Мифы о богах

Рената Литвинова разговаривает с Дэмной Гвасалией о грехах, страстях и моде

Vogue
Сила слова: 10 нобелевских речей писателей-гуманистов Сила слова: 10 нобелевских речей писателей-гуманистов

Концентрированная нобелевская мудрость в речах писателей-гуманистов

Esquire
Где строить карьеру во время пандемии: список самых перспективных сфер Где строить карьеру во время пандемии: список самых перспективных сфер

Куда идти работать, чтобы застраховать себя от увольнения и заработать деньги

Forbes
8 типичных ошибок умных людей 8 типичных ошибок умных людей

Почему умные люди совершают ошибки и как этого избежать

Psychologies
Не по инструкции: почему из двоечников получаются отличные предприниматели Не по инструкции: почему из двоечников получаются отличные предприниматели

Многие участники списка Forbes признаются, что в школе учились не очень хорошо

Forbes
Успех угрюмых северян: как создавались Angry Birds, Max Payne и другие игры-бестселлеры Успех угрюмых северян: как создавались Angry Birds, Max Payne и другие игры-бестселлеры

Отрывок из книги «Мастера геймдизайна» о создании суперпопулярных игр

Forbes
Технический специалист Volvo: «Причина 94% аварий — человеческий фактор» Технический специалист Volvo: «Причина 94% аварий — человеческий фактор»

О чем должны помнить водители и особенно родители детей за рулем?

РБК
Входит в стоимость Входит в стоимость

Действительно ли маска за 1000 рублей эффективнее, чем маска за 100?

Glamour
Мифы и легенды российского венчура: правда ли стартапам из России сложно привлекать международные инвестиции Мифы и легенды российского венчура: правда ли стартапам из России сложно привлекать международные инвестиции

Почему с российским венчуром все не так, как кажется

Forbes
В силу привычки В силу привычки

Для тех, кто давно вместе: вернуть яркие чувства и укрепить отношения

Добрые советы
«Большинство сотрудников не задумываются о том, что их мессенджеры контролируют»: как в России сливают конфиденциальную информацию и что за это бывает «Большинство сотрудников не задумываются о том, что их мессенджеры контролируют»: как в России сливают конфиденциальную информацию и что за это бывает

Как сотрудники сливают конфиденциальную информацию конкурентам и мошенникам

Forbes
Тапочки пополам Тапочки пополам

Гвинет Пэлтроу объясняет нам свою концепцию «осознанного расставания»

Tatler
Глеб Глинка: «С Лизой уже через неделю знали, что проживем вместе всю жизнь» Глеб Глинка: «С Лизой уже через неделю знали, что проживем вместе всю жизнь»

Если счастье длится так долго, к нему привыкаешь. Его не замечаешь

Караван историй
10 глупых вопросов о современном искусстве — отвечают эксперты 10 глупых вопросов о современном искусстве — отвечают эксперты

Зачем вообще нужно современное искусство?

GQ
Ночной дозор: где в России можно увидеть северное сияние Ночной дозор: где в России можно увидеть северное сияние

Где можно поймать Аврору, не покидая границ России

Forbes
Открыть в приложении