Вклад российских ученых в термоядерный синтез

Благодаря термоядерному синтезу из ядра Солнца высвобождается столько энергии, сколько хватило бы человечеству на миллионы лет существования. Ученые уже давно ломают голову над тем, как создать аналог таким процессам. И около 60 лет назад в искусственных условиях советскими учеными была получена плазма, нагревая которую возможно получить колоссальную энергию.

Фото tropojuiskaniy.ru

Произвести манипуляции с плазмой возможно в специальных термоядерных реакторах. К слову, от работы таких реакторов создается меньший экологический вред среде, чем от атомных электростанций. Но единственное, что мешает в промышленных масштабах производить энергию данным способом – это отсутствие методики управления.

Топливом для термоядерного синтеза служат изотопы водорода, которые в неисчерпаемом количестве есть в природе – дейтерий и тритий. Ученые придумали реакцию, в ходе которой атомы этих элементов ионизируются и образуют плазму. При нагреве плазмы до 50 миллионов °C вырабатывается около 17,6 МегаЭлектронВольт энергии.

Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР или ITER) в Кадараше (Франция).

Фото с refnews.ru

Традиционным устройствам для получения плазмы является российский токамак, похожий на бубликообразную камеру с магнитными катушками. Магнитное поле в катушке препятствует соприкосновению плазмы со стенкой устройства, иначе материал стенок не выдержал бы температуру нагрева.

На основе советской разработки в 1985 году по инициативе Горбачева и Рейгана началось создание самого большого в мире термоядерного реактора – ITER. К реализации проекта помимо СССР присоединились США, Япония и Европейский союз. Местом строительства был выбран Юг Франции. Стоимость проекта оценивается в 21,6 миллиарда долларов. До сих пор из-за ряда причин запустить проект так и не получается.

Всего есть три ответвления от традиционного такамака – российский Т-15, европейский JET и американский TFTR. Также в 80-х были разработаны сферические такамаки, которые лучше удерживают плазму с высокой плотностью. К ним относится российский «Глобус-М» (после модификаций – «Глобус-М2»), европейский MAST и американский NSTX.

После увеличения магнитного поля вышедший в 2018 году «Глобус-М2» по сей день является самым крупным из работающих сферических токамаков в мире. Так утверждает Владимир Минаев – ведущий научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе в Санкт-Петербурге, заместитель руководителя научной установки «Сферический токамак Глобус-М». Однако проводить термоядерные процессы в «Глобус-М2» нельзя. Как объясняет Владимир Минаев:

«На «Глобусе-М2» мы пытаемся проверить правильность выбора сферической формы для термоядерного реактора, понять, будет ли у него преимущество по удержанию плазмы, будет ли он превосходить классический тор по энергозатратам».

Фото с naked-science.ru

Ученый также говорит, что похожую на ITER установку – JT-60SA делают японцы. И возможно, что они создадут ее быстрее международного консорциума.

«Скорей всего, термоядерный реактор будет построен на базе классического токамака. Уже сейчас прорабатывается проект DEMO, который станет следующим шагом после исследовательского проекта ITER. Но для сферических токамаков может найтись своя ниша, а их коммерческое применение может начаться гораздо раньше», – поясняет Владимир Минаев.

Помимо улучшения термоядерного реактора, ученые работают над созданием электростанции, основанной на термоядерной и ядерной технологиях. Смысл гибрида – возможность использовать отработанное топливо в реакторе до безопасного состояния. Это в свою очередь позволит снизить опасные ядерные отходы и повысить экспортный потенциал нашей атомной промышленности.

Какой из перечисленных видов реакторов заработает в полную силу нам остается только гадать. Ученые обещают, что через 10-15 лет в термоядерных технологиях произойдет значительный прорыв.

URL: http://www.babr24.news/msk/?IDE=210482

bytes: 4345 / 3865

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Есения Линней, научный обозреватель.

На сайте опубликовано 84 текстов этого автора.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии" (Россия)

В ТГУ создали технологию для космоса и авиапромышленности

Специалисты Факультета Инновационных Технологий ТГУ зарегистрировал патент на новый способ рентгеновской томографии. Он позволяет в онлайн-режиме исследовать даже самые большие объекты с сохранением высокого качества изображения.

Пепел

Наука и технологииТомск Россия

1156

20.04.2021

Это свершилось: человеческие клетки вырастили в эмбрионе обезьяны

Первая человеческая химера появилась на нашей планете. Что это значит и для чего её сделали? Химер – это существо/тело/организм/живой объект с разнородным генетическим материалом, сосуществующим в одном организме.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

2304

18.04.2021

Беспохмельную водку случайно изобрели новосибирские ученые

Новосибирские науковеды Николай Баранов и Оксана Афанасьева во время эксперимента пришли не совсем к тому, чего ожидали. Изначально планировалось изучить, как лишайники могут помочь в борьбе с сахарным диабетом. Речь идет о ягеле, одном из видов лишайников, излюбленных оленями.

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеРоссия

2510

15.04.2021

Бананы могут исчезнуть с лица земли

Банан – одна из самых популярных сельскохозяйственных культур в мире. Она занимает четвертое место по популярности, уступая только рису, кукурузе и пшенице. А для тропических стран банан является важнейшим продуктом не только для питания, но и для международной торговли.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияМир

6392

14.04.2021

Как игла сибирские народы спасла

В те времена, когда люди вели кочевой образ жизни, им приходилось постоянно адаптироваться к разным природным условиям. А условия в Сибири 20 тысяч лет назад были намного суровее, чем сейчас. Поэтому считается, что людям удалось освоить сибирские земли именно благодаря шитью.

Есения Линней

Наука и технологииГеоРоссия Забайкалье

1510

13.04.2021

В конце 2021 года мамонты снова начнут жить с нами?

«Спячка» длиною в миллионы лет может закончиться для мамонтов в скором времени. С таким заявлением выступил палеобиологический институт Якутского научного центра. Если опираться на раскопки, то с момента вымирания мамонта прошло не так много времени.

Есения Линней

Наука и технологииГеоРоссия

2254

09.04.2021

Недетские страсти: морские звезды съедают членов своей семьи

Детеныши морских звезд не такие милые, какими кажутся на первый взгляд. Ради выживания крошечные каннибалы питаются своими братьями и сестрами. Пока ученые пытались выяснить, как морские звезды противостоят хищным крабам, они натолкнулись на неожиданное поведение животных.

Есения Линней

Наука и технологииБратья меньшиеМир

2114

08.04.2021

Капля солнца нас спасёт: американские учёные предложили делать лекарства из янтаря

Янтарь – это окаменевшая ископаемая смола. Это уникальный материал, который очень любят и ценят палеонтологи. Организмы, попавшие в янтарь, сохраняются в идеальнейшем состоянии. Благодаря янтарю до наших дней «долетело» множество образцов и даже целых организмов.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

1949

08.04.2021

Женские роботы по сравнению с мужскими оказались более человечными

Последние исследования показали, что к роботам в женском обличии люди относятся несколько иначе, чем к мужским аналогам. Женский искусственный интеллект (ИИ) по общим оценкам более эмоциональный и ласковый. Официальные данные представлены в журнале Psychology&Marketing.

Есения Линней

Наука и технологииМир

2014

07.04.2021

Якутские коровы оказались африканскими мутантами

В геноме якутских коров есть много особенностей, присущих породам из Африки и Азии. Это выяснили новосибирские учёные из Института Цитологии и Генетики Сибирского отделения (ИЦиГ СО) РАН вместе с коллегами из Лондонского университета и других научных центров.

Миша Ковальски

Наука и технологииРоссия

1739

07.04.2021

Час обеда и тонны мусора: сколько выбрасывается упаковок от фастфуда

Рестораны быстрого питания прославлены не только вредной для здоровья пищей. Колоссальный объем отходов от фастфуда выбрасывается ежесекундно. Оценить масштабность экологического загрязнения решились специалисты французской потребительской организации Que Choisir .

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияМир

5438

06.04.2021

В здоровом теле – здоровый дух. Как улучшить память и продлить жизнь

Ученые посвятили немало лет, чтобы исследовать взаимосвязь между физической нагрузкой и активностью головного мозга. Правда ли, что тренировки влияют на память, и как ее улучшить?

Есения Линней

Наука и технологииЗдоровьеМир

2515

05.04.2021

Лица Сибири

Дронов Игорь

Сухорученко Владислав

Родионов Владимир

Кучменко Денис

Назаров Виктор Иванович

Ружников Дмитрий

Семенов Дмитрий

Балыбердин Борис

Мари Алексей

Никулин Андрей