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://babr24.com/msk/?IDE=210482

bytes: 4345 / 3865

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Есения Линней, научный обозреватель.

На сайте опубликовано 57 текстов этого автора.

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

Исследование БИ ТГУ поможет оценить риски возникновения новых эпидемий

Группа ученых ТГУ совместно с российскими и американскими коллегами составила полный перечень мух-вредителей, способных переносить опасные для животных и человека инфекции. Никтерибииды — так называются эти мухи — паразитируют на летучих мышах, что значительные повышает риск инфицирования человека.

Пепел

Наука и технологииЗдоровьеБратья меньшиеТомск Россия

452

01.03.2021

Выращивание культур на Марсе: как цианобактерии прокормят астронавтов в космосе

Немецкие ученые доказали, что цианобактерии могут интенсивно размножаться, используя газ марсианской атмосферы при низком общем давлении и употребляя в качестве источника питания углерод и азот. Исследование поможет в ближайшее время начать культивацию организмов в условиях безжизненной планеты.

Есения Линней

Наука и технологииМир

773

01.03.2021

Прозрачное дерево: DIY новый строительный материал

Учëные дали рецепт изготовления прозрачного как стекло и гибкого как дерево нового материала. Процесс настолько простой и дешёвый, что сделать прозрачное дерево сможет любой желающий. В университете штата Мэриленд обычные деревянные пластины сделали прозрачными.

Анна Амгейзер

Наука и технологииОбществоЭкологияМир Россия Иркутск

900

01.03.2021

В Узбекистане обнаружили останки нового гигантского динозавра

Dzharatitanis kingi - так назвали новый вид динозавров, который обнаружили в пустыне Кызылкум на территории Узбекистана.

Миша Ковальски

Наука и технологииРоссия Туркестан

1929

27.02.2021

Миксомицеты — интеллектуальная слизь и потенциальное лекарство

Грибы начали изучать как отдельное царство только в 1970-х годах. До этого считалось, что они относятся к растениям. Однако это не так. Уникальность грибов в том, что они сочетают в себе некоторые признаки как растений, так и животных.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

2647

26.02.2021

Рыбы-зомби, или Как лекарства угнетают животных

Человек – венец природы, и раковая опухоль на теле Планеты. От жизнедеятельности человека страдают все: и червячки, и паучки, и слоны и рыбы. О последних мы и поговорим сегодня.

Анна Амгейзер

Наука и технологииБратья меньшиеЭкологияМир Россия Иркутск

2150

26.02.2021

Благотворительная Россия: томские учёные изобрели гибридную систему хранения солнечной энергии для Ирака

Разработка будет служить спортивному залу в Багдаде. Она дешёвле аналогов на 20% и вероятно вскоре будет применяться во всём Ираке. Ученые Томского политехнического университета представили концепцию гибридной системы хранения солнечной энергии.

Анна Амгейзер

Наука и технологииЭкологияОбществоМир Россия Томск

2115

25.02.2021

Всё для ДВ: Дмитрий Бердников подтянул иркутских учëных для строительства моста через Лену

А для обслуживания моста в политехе создают новый специалитет с перспективой целевого обучения. Якутский мост через реку Лена рискует стать уникальным объектом – первым мостом, построенным в условиях вечной мерзлоты. Для разработки технологий и.о.

Анна Амгейзер

Наука и технологииЭкономика и бизнесСобытияИркутск Россия

7207

25.02.2021

В змеехвостке нашли антираковое соединение

Российские ученые Школы биомедицины Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) совместно с коллегами из Университета Женевы обнаружили противораковое вещество в теле иглокожих, обитающих в Японском море. Вещество уже показало эффективность в борьбе с раком молочной железы.

Есения Линней

Наука и технологииМир

2027

24.02.2021

Домашние животные и коронавирус: стоит ли опасаться?

Могут ли кошли и собаки болеть или переносить коронавирус? Каковы условия их заражения? Изучение реакции домашних животных на коронавирус началось после вспышки инфекции в декабре 2019 года. По официальной версии, первый раз человек заразился коронавирусом от летучих мышей.

Анна Амгейзер

Наука и технологииБратья меньшиеЗдоровьеРоссия Томск

1788

20.02.2021

Фекалии возрастом 50 000 лет рассказали о микробиоте кишечника неандертальцев

Итальянские ученые исследовали фекалии неандертальцев. Выяснилось, что у наших предков тоже присутствовала микробиота кишечника, включающая десяток сообществ бактерий и архей. Изучение древней ДНК показало также наличие холестерин-снижающих микроорганизмов. Фото с kot.

Есения Линней

Наука и технологииМир

2224

18.02.2021

Золото и магниты против рака. Красноярские учёные представили новый способ лечения

Никакой «химии» и операций: при новом неинвазивном методе уничтожаются только раковые клетки, а здоровые остаются нетронутыми. Учёные из Красноярска завершили исследование избирательного способа борьбы с раковыми клетками. Для этого потребовался никель, золото и магнитное поле.

Анна Амгейзер

Наука и технологииЗдоровьеКрасноярск Россия

2271

18.02.2021

Лица Сибири

Козак Игорь

Южаков Андрей

Рихванова Марина

Шахов Николай

Емелин Алексей

Карасев Михаил

Федорчук Анастасия

Цыбикмитов Зоригто

Кайдаш Андрей

Соболь Алексей