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

Рейтинг брендов Рейтинг брендов

Новые марки, которые стали заметны на рынке за год

Forbes
Новая угроза: ждет ли человечество массовое вымирание Новая угроза: ждет ли человечество массовое вымирание

Каждые несколько десятков миллионов лет неизвестная сила уничтожает все живое

Популярная механика
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Фильмы Эрика Ромера, которые нельзя не знать Фильмы Эрика Ромера, которые нельзя не знать

Французская «новая волна» — это не только Годар и Трюффо, но и Эрик Ромер

СНОБ
Планы на будущее Планы на будущее

Что о развитии автотранспорта думают в руководстве автомобильных компаний

Популярная механика
Как стать оптимистом: 10 советов, которые помогут начать радоваться жизни Как стать оптимистом: 10 советов, которые помогут начать радоваться жизни

Полезные рекомендации, как изменить образ мыслей и настроиться на позитив

Playboy
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
Путь Красной Шапочки: депрессия как целительная сила Путь Красной Шапочки: депрессия как целительная сила

Может ли депрессия стать путем «излечения»?

Psychologies
Берут – беги Берут – беги

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

Esquire
22 лучших британских детективных сериала по мере возрастания великолепия 22 лучших британских детективных сериала по мере возрастания великолепия

Убедись, что видел их все, и живи дальше с чистой совестью

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

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Гриль-вечеринка на уровне: шеф-повар поделился секретами приготовления мяса и овощей на огне Гриль-вечеринка на уровне: шеф-повар поделился секретами приготовления мяса и овощей на огне

Поиграй с огнем и поймай лето за хвост!

Playboy
Как ответить на вопрос о зарплате на собеседовании? 3 возможные стратегии Как ответить на вопрос о зарплате на собеседовании? 3 возможные стратегии

Весьма деликатный и важный момент на собеседовании

Playboy
Физики заморозили нанофлюидную каплю в форме цилиндра Физики заморозили нанофлюидную каплю в форме цилиндра

Физики заморозили капли воды и суспензии наночастиц оксида алюминия

N+1
Орбитальный «СУП(Б)» или несколько абзацев о космическом туризме и его вариациях Орбитальный «СУП(Б)» или несколько абзацев о космическом туризме и его вариациях

Что есть космический полет и какие типы полетов существуют?

Популярная механика
История появления Белого Крыма История появления Белого Крыма

Как появился Белый Крым

СНОБ
Когда пора к психологу Когда пора к психологу

Психологи рассказывают, как понять, что дружеская беседа уже не поможет

Psychologies
Здесь русский дух Здесь русский дух

Елизавета Боярская отвечает на 10 важных вопросах о русских ценностях

Grazia
8 волнующих фактов о канкане 8 волнующих фактов о канкане

Пляши — сегодня день рожденья у канкана!

Maxim
В Новгороде нашли берестяную грамоту с вопросом о военном походе В Новгороде нашли берестяную грамоту с вопросом о военном походе

Уникальная берестяная грамота о военных операциях

N+1
«Глубже!» — история о том, как Александр Паль «глубокое русское порно» снимал «Глубже!» — история о том, как Александр Паль «глубокое русское порно» снимал

Как вульгарный сюжет оказался интеллигентной пародией на современную культуру

Forbes
Война с насекомыми: как в США провели спецоперацию против шершней Война с насекомыми: как в США провели спецоперацию против шершней

Ежегодно по вине «шершней-убийц» гибнут десятки человек

Популярная механика
Ту-4: советская копипаста, которая, возможно, спасла миллионы жизней Ту-4: советская копипаста, которая, возможно, спасла миллионы жизней

Как инженеры Туполева американский бомбардировщик копировали

Maxim
Цифровой «шабат»: гид по выстраиванию здоровых отношений со смартфоном без абьюза, зависимости и газлайтинга Цифровой «шабат»: гид по выстраиванию здоровых отношений со смартфоном без абьюза, зависимости и газлайтинга

Отрывок из книги Кэтрин Прайс «Оторвись от телефона!»

Inc.
Глава из книги Оушен Вуонг «Лишь краткий миг земной мы все прекрасны» Глава из книги Оушен Вуонг «Лишь краткий миг земной мы все прекрасны»

Первая глава книги «Лишь краткий миг земной мы все прекрасны»

СНОБ
@V0Vo4ka, к доске! Все, что стоит знать об онлайн-образовании @V0Vo4ka, к доске! Все, что стоит знать об онлайн-образовании

Самоизоляция просто ускорила то, что и так было неизбежным

Maxim
Заморозь сейчас, роди потом: как происходит криоконсервация и сколько это стоит Заморозь сейчас, роди потом: как происходит криоконсервация и сколько это стоит

Заморозить яйцеклетки и со спокойной совестью ждать своего принца

Cosmopolitan
Как научиться готовить: 11 скиллов, которые нужно освоить в первую очередь Как научиться готовить: 11 скиллов, которые нужно освоить в первую очередь

Список навыков, необходимых для начинающих кулинаров

Playboy
Развиваем речевые навыки ребенка: советы логопеда Развиваем речевые навыки ребенка: советы логопеда

Хотите, чтобы ваш ребенок грамотно писал и умел понятно выражать свои мысли?

Psychologies
Как Варвара Веденеева заработала миллион на ежедневниках. Главное из подкаста Forbes «Кассовый разрыв» Как Варвара Веденеева заработала миллион на ежедневниках. Главное из подкаста Forbes «Кассовый разрыв»

О бизнесе, построенном по счастливой случайности

Forbes
Открыть в приложении