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

Как пробежать марафон. Инструкция Как пробежать марафон. Инструкция

Бывший спецназовец рассказывает, что делать, если вы захотели пробежать марафон

РБК
Йогурт как биооружие: нужно ли лечить дисбактериоз Йогурт как биооружие: нужно ли лечить дисбактериоз

Существует ли диагноз «дисбактериоз» и от чего нас лечат

Популярная механика
Поля морей Поля морей

Новые технологии сельского хозяйства: фермы в океане

Популярная механика
Страшное место Сандармох Страшное место Сандармох

Что было в лесном урочище Сандармохе

Дилетант
Крошка Ро Крошка Ро

Блогер Марьяна Ро выбралась в реальный мир без одежды

Maxim
Героини нашего времени Героини нашего времени

25 женщин, которые изменили мир!

Лиза
Берут – беги Берут – беги

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

Esquire
Пицца, сгущенка и картофель фри: что на самом деле едят модели Пицца, сгущенка и картофель фри: что на самом деле едят модели

Модели делятся секретами стройной фигуры, которые не исключают любимых блюд

РБК
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
Непереводимость дистанции Непереводимость дистанции

Игорь Гулин о поэзии Луизы Глик

Weekend
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Рошин Мерфи Рошин Мерфи

Певица, 47 лет, Арклоу, Ирландия

Esquire
«Жить больше ста лет человеку скучно» «Жить больше ста лет человеку скучно»

Профессор Сколтеха о горизонтах и чудесах биофизики

Огонёк
B-12: вертолет-гигант, который не летал B-12: вертолет-гигант, который не летал

Как сложилась судьба винтокрылого гиганта В-12

Популярная механика
Обещают жару Обещают жару

Почему-то наши маленькие новогодние клятвы редко касаются секса. А зря!

Cosmopolitan
13 способов выглядеть самым умным на совещании 13 способов выглядеть самым умным на совещании

Изучи, используй и жди прибавки к зарплате

Maxim
Периоды детского развития: от 1 года до 3 лет Периоды детского развития: от 1 года до 3 лет

Что происходит с ребенком в возрасте от года до трех и как себя вести родителям

Psychologies
ЗОЖ-аптечка: как правильно принимать витамины ЗОЖ-аптечка: как правильно принимать витамины

Как принимать витамины и как правильно подобрать их дозировку

Cosmopolitan
Первый вице-президент Первый вице-президент

Алексей Попович о ключевых стратегиях развития современного банка

Esquire
Почему трудным детям не хватает поддержки старших Почему трудным детям не хватает поддержки старших

Порой трудным детям так не хватает поддержки старших

СНОБ
Самые татуированные люди, которые смогли найти нормальную работу (фото) Самые татуированные люди, которые смогли найти нормальную работу (фото)

Забей на предрассудки, тебя возьмут на нормальную работу даже с татуировками!

Maxim
Сила растений Сила растений

Что такое фитотерапия

Yoga Journal
3 типа водителей, которые отвлекаются на смартфон 3 типа водителей, которые отвлекаются на смартфон

Сколько метров проезжает автомобиль, пока водитель смотрит на экран смартфона?

Psychologies
Вся правда о родительстве в смешных твитах Вся правда о родительстве в смешных твитах

Что помогает мамам и папам справляться со всеми тяготами родительства?

Psychologies
Какой у меня талант? 7 способов раскрыть свой потенциал и найти себя Какой у меня талант? 7 способов раскрыть свой потенциал и найти себя

Без тщательного самоанализа тут не обойтись

Playboy
В защиту объективности критики: Колонка Алексея Гусева В защиту объективности критики: Колонка Алексея Гусева

Возможно, время ангажированности прошло?

Школа Masters
Полное непонимание рынка: почему «революционный» стриминг Quibi закрылся через полгода после запуска Полное непонимание рынка: почему «революционный» стриминг Quibi закрылся через полгода после запуска

$1,75 млрд инвестиций не спасли онлайн-кинотеатр Quibi

VC.RU
Выжившая великая княжна: заставила весь мир поверить, что она Анастасия Романова Выжившая великая княжна: заставила весь мир поверить, что она Анастасия Романова

История Анны Андерсон, притворявшейся великой русской княжной

Cosmopolitan
Найдены следы галактики, поглощенной Млечным Путем Найдены следы галактики, поглощенной Млечным Путем

Как крупные галактики пожирают карликовых сородичей?

Популярная механика
Помоги мне Помоги мне

Фильм «Доктор Лиза» основан на дневниках Елизаветы Глинки

GQ
Открыть в приложении