Какую роль играет Россия
в строительстве искусственного Солнца на Земле
Что такое управляемый термоядерный синтез и как разработки ученых в этой сфере могут изменить жизнь всего человечества
Советская мечта
Около 70 лет назад в нашей стране зародилась идея об использовании абсолютно нового и очень перспективного источника энергии. Речь об управляемом термоядерном синтезе — процессе, при котором ядра легких атомов сливаются друг с другом, в результате чего выделяется огромное количество энергии.
Благодаря созданию термоядерного реактора человечество получило бы доступ к неисчерпаемому источнику энергии — ведь топливом для такой установки являются изотопы водорода, запасы которого на нашей планете практически не ограничены. Кроме того, этот источник энергии экологичен — термоядерный реактор не выбрасывает в атмосферу парниковые газы и не оставляет радиоактивные отходы.
В природе термоядерный реактор уже существует — это наше Солнце. Ядра водорода, входящего в состав звезды, сливаются в гелий, в результате чего выделяется энергия. Чтобы создать искусственное «солнце», необходимо повторить эту реакцию на Земле. Но для этого нужно разогреть газ (который «по пути» превратится в плазму) до 300 миллионов градусов — температуры в 20 раз выше, чем в центре Солнца.
Благодаря созданию термоядерного реактора человечество получило бы доступ к неисчерпаемому источнику энергии — ведь топливом для такой установки являются изотопы водорода, запасы которого на нашей планете практически не ограничены. Кроме того, этот источник энергии экологичен — термоядерный реактор не выбрасывает в атмосферу парниковые газы и не оставляет радиоактивные отходы.
В природе термоядерный реактор уже существует — это наше Солнце. Ядра водорода, входящего в состав звезды, сливаются в гелий, в результате чего выделяется энергия. Чтобы создать искусственное «солнце», необходимо повторить эту реакцию на Земле. Но для этого нужно разогреть газ (который «по пути» превратится в плазму) до 300 миллионов градусов — температуры в 20 раз выше, чем в центре Солнца.
Солнце
© JoeZ
© JoeZ
Этой идеей вдохновились советские физики Андрей Сахаров и Игорь Тамм. В 1951 году они предложили теоретическую основу термоядерного реактора, где плазма имела бы форму тора и удерживалась бы магнитным полем. Они также рассчитали первые модели магнитного термоядерного реактора, который впоследствии трансформировался в токамак (тороидальная камера с магнитными катушками).
Кстати, само слово «токамак», которое впоследствии вошло во многие языки мира, придумал советский физик-экспериментатор Игорь Головин. Он был учеником знаменитого Игоря Курчатова — главного научного руководителя атомной промышленности в СССР.
Кстати, само слово «токамак», которое впоследствии вошло во многие языки мира, придумал советский физик-экспериментатор Игорь Головин. Он был учеником знаменитого Игоря Курчатова — главного научного руководителя атомной промышленности в СССР.
Интересный факт:
Большой потенциал токамаков увидели не только в нашей стране, но и по всему миру: за 62 года с момента запуска первого токамака в СССР в мире появилось более 300 термоядерных реакторов этого типа.
Большой потенциал токамаков увидели не только в нашей стране, но и по всему миру: за 62 года с момента запуска первого токамака в СССР в мире появилось более 300 термоядерных реакторов этого типа.
Вопрос международного значения
В середине 80-х вопрос научных разработок в сфере управляемого термоядерного синтеза вышел на новый уровень: с подачи СССР началось обсуждение международного сотрудничества для сооружения экспериментального термоядерного реактора. В 1992 году ЕС, Россия, США и Япония подписали четырехстороннее межправительственное соглашение о разработке инженерного проекта ITER. Позже к работе над ним присоединились новые страны — их число увеличилось до 35.
Термоядерная установка «Токамак»
© РИА Новости
© РИА Новости
ITER — это проект международного экспериментального термоядерного реактора. Токамак, входящий в его состав, должен стать самым большим и мощным в истории. Сейчас реактор находится на стадии постройки в исследовательском центре Кадараш на юге Франции. По плану строительство должно завершиться к 2025 году.
На данный момент основная задача стран-участниц проекта — изготовлять и поставлять для ITER высокотехнологичное оборудование. Евросоюз вносит 45% от стоимости сооружения установки, остальные страны, включая Россию, — по 9%. В производстве уникальных систем для будущей установки участвуют более 30 научно-технических учреждений и предприятий по всей нашей стране.
На данный момент основная задача стран-участниц проекта — изготовлять и поставлять для ITER высокотехнологичное оборудование. Евросоюз вносит 45% от стоимости сооружения установки, остальные страны, включая Россию, — по 9%. В производстве уникальных систем для будущей установки участвуют более 30 научно-технических учреждений и предприятий по всей нашей стране.
Интересный факт:
От того, как пройдут запуск и эксперименты на ITER, зависит будущее международной термоядерной программы. В случае успеха следующим шагом будет сооружение демонстрационного реактора DEMO, задача которого — доказать, что термоядерная энергетика может быть коммерчески привлекательной. DEMO будет непрерывно вырабатывать в 400 раз больше энергии, чем ITER, и станет первым термоядерным реактором, генерирующим электричество.
От того, как пройдут запуск и эксперименты на ITER, зависит будущее международной термоядерной программы. В случае успеха следующим шагом будет сооружение демонстрационного реактора DEMO, задача которого — доказать, что термоядерная энергетика может быть коммерчески привлекательной. DEMO будет непрерывно вырабатывать в 400 раз больше энергии, чем ITER, и станет первым термоядерным реактором, генерирующим электричество.
Для России участие в этом международном проекте крайне важно — оно позволяет нам не просто быть в курсе передовых технологий, но и применять их в национальной термоядерной программе. Ведь помимо прочего, ITER — это еще и глобальное научное сотрудничество, в рамках которого новое поколение наших ученых работает с коллегами со всего мира и обменивается с ними опытом и идеями.
Российские разработки
В нашей стране исследования и эксперименты в сфере управляемого термоядерного синтеза проходят прямо сейчас. Так, на конец 2020 года запланирован запуск токамака Т-15МД — гибридной установки, сочетающей в себе элементы термоядерного и ядерного реакторов. Помимо этого, в ГНЦ РФ «ТРИНИТИ» есть другая уникальная установка — токамак с сильным полем. На его базе планируется создать машину нового поколения — токамак реакторных технологий. Все это позволит нашей стране стать одной из лидирующих ядерных держав.
ИТЭР
© Росатом
© Росатом
Безусловно, работы в области управляемого термоядерного синтеза — это не быстрый процесс. Чтобы люди смогли жить в мире без дефицита энергии и без отходов при ее производстве, специалисты должны потратить десятилетия на разработку и испытание термоядерных реакторов. Но, по прогнозам специалистов, к концу века термоядерная энергия может быть внедрена в нашу повседневную жизнь. При этом доступ к ней получат не привилегированные единицы, а все человечество — ведь страны, которые сейчас занимаются разработкой ITER, владеют технологиями в равной степени.
Еще больше об атомной промышленности — на сайте www.atom75.ru
Читайте также:
«Лидеры» во льдах: как атомные ледоколы помогают России в покорении Арктики →
Какую роль играет Россия в строительстве искусственного Солнца на Земле →
Как Россия реализует один из главных мировых проектов в атомной энергетике →
Как российские ядерные двигатели помогут людям найти в космосе новый дом →
Поделиться проектом
