В последнее время чуть ли не раз в месяц-полтора появляются новости о том, что в той или иной стране достигнут новый рекорд по температуре плазмы и времени её удержания, но термоядерный синтез нам по-прежнему недоступен. Коротко о сути. При ядерной реакции тяжёлое ядро расщепляется на более лёгкие, тогда как при термоядерной всё наоборот — лёгкие ядра сливаются в несколько более тяжёлые, в результате чего и выделяется энергия. В принципе, весь мир, включая Россию, готовится к запуску большой программы развития термоядерной энергетики, но вот, что любопытно: технические сложности, вставшие на пути создания термоядерной электростанции, оказались настолько серьёзными, что темпы её развития несопоставимы с темпами развития атомной энергетики. Смотрите сами...

Деление ядра

1939 - открытие (Л. Мейтнер и О. Фриш).
1942 - ядерный реактор Энрико Ферми («Чикагская поленница»): управляемая ядерная реакция.
1945 - первое ядерное испытание (Тринити) и бомбардировка Хиросимы и Нагасаки: неуправляемая ядерная реакция.
1954 - в СССР построена первая в мире атомная электростанция (Обнинск).

Ядерный синтез

1926 - гипотеза (А. Эддингтон), высказанная в статье «Внутреннее строение звёзд».
1934 - Э. Резерфорд синтезировал гелий из трития.
1952 - в СССР осуществлён первый термоядерный взрыв (водородная бомба: неуправляемая реакция.
1954 - в СССР построен первый в мире токамак.
…
2025 - ожидается, что будет запущен ITER.



Только спустя 71 год после запуска первого токамака предполагается запустить экспериментальный термоядерный реактор (тоже токамак)! Кстати, для поддержания поля в магнитных катушках без значительного расхода мощности в этом экспериментальном токамаке будут использоваться те же сверхпроводники, которые когда-то стояли в советском Т-15, созданном к концу 1980-х годов, но так по-настоящему не заработавшим.

Сложности очевидны, ведь задача-то не из лёгких: без малого, зажечь компактное «Солнце», которое будет питать чуть ли не бесплатной энергией весь мир.

Собственно, в последнем тезисе кроется ответ на вопрос о том, «зачем нам вообще понадобилась термоядерная энергия, если у нас есть уже атомные станции»? Можно ещё добавить, что термоядерный синтез более безопасный. Для его остановки надо будет просто перестать подавать в него топливо, то есть реакция полностью контролируема.

А ещё термояд значительно более перспективный — на Земле можно сказать неисчерпаемые запасы дейтерия, который можно бесконечно добывать в Мировом океане.

Есть ли развитие?

Кроме, скажем так, классических токамаков в форме «бубликов» прорабатывались ещё сферические. К 2000 году было создано три самых крупных таких машины: европейская MAST, американская NSTX и отечественная «Глобус-М» в Санкт-Петербурге.


После запуска оказалось, что все три установки плохо удерживают заряженные частицы с большой энергией, поэтому, чтобы исправить ситуацию, их отправили на модернизацию, после которой «в живых» остался только российский токамак, который теперь называется «Глобус-М2» и является самым крупным из работающих сферических токамаков в мире.

Так или иначе, вероятнее всего, термоядерный реактор будет построен на базе классического токамака. Уже сейчас прорабатывается проект DEMO, который станет следующим шагом после исследовательского проекта ITER. Проблема только в том, что до полноценного термоядерного реактора, кажется, как всегда 20 лет...

Как считаете, запустит человечество «карманное Солнце», которое решит проблемы, связанные с энергетическим кризисом (если да, то как скоро)?

Может лучше работать над тем, чтобы наиболее эффективно собирать дармовую энергию от термоядерного реактора, вокруг которого вращается планета?Источник: "Science & Future"