Новости науки

6 984 подписчика

Свежие комментарии

  • Елена Timm
    Увы...Передовые техноло...
  • ДМИТРИЙ
    Везде есть гнилые люди. Были они и в Советском Союзе. Вот поэтому мы сейчас и говорим МОГ БЫ СТАТЬ ТАКИМ.Передовые техноло...
  • Елена Timm
    А ведь Советский Союз тоже мог бы стать таким, если бы его не развалили. (((Передовые техноло...

"Спутник, водка, токамак". Во Франции начали строить искусственное солнце

"Спутник, водка, токамак". Во Франции начали строить искусственное солнцеПравообладатель иллюстрацииAFP

В исследовательском центре Кадараш на юге Франции, в 65 км от Марселя, началось строительство первого в мире экспериментального термоядерного реактора ИТЭР. Церемонию открыл президент Эммануэль Макрон - под музыку из киносаги "Звездные войны".

Ученые всерьез называют ИТЭР искусственным солнцем. В вакуумной камере размером с 10-этажный дом - 30 м в высоту и столько же в диаметре - планируется в промышленном масштабе воспроизвести процесс термоядерного синтеза, питающий энергией нашу звезду.

Россия не только один из основных партнеров этого амбициозного научного проекта, но и его старейший участник. Сама идея термоядерного реактора, которую сейчас пытаются реализовать без преувеличения всем миром, принадлежит советским ученым из Института атомной энергии им. Курчатова.

В теории термоядерный синтез - неисчерпаемый источник энергии. Всего нескольких граммов водородного топлива достаточно, чтобы обеспечить теплом и электричеством тысячи домов, а "брикет" размером с ананас может заменить 10 тыс тонн угля.

Только, в отличие от традиционных тепловых или атомных электростанций, термоядерный реактор не загрязняет атмосферу выбросами парниковых газов и не оставляет токсичных радиоактивных отходов.

"Мы вдохновлялись Вселенной и звездами, где термоядерный синтез создает энергию на миллиарды лет вперед", - заявил генеральный директор ИТЭР Бернар Биго.

"Спутник, водка, токамак". Во Франции начали строить искусственное солнцеПравообладатель иллюстрацииGETTY IMAGES

Участники проекта подчеркивают: ИТЭР - экспериментальный реактор. Это не термоядерная электростанция, а площадка для беспрецедентного физического эксперимента.

Однако, если все пойдет по намеченному плану, этот эксперимент определит будущее всей энергетики на планете.

"ИТЭР - совершенно потрясающий научный проект. Он объединил весь мир для создания чистого и возобновляемого источника энергии - энергии будущего, - заявил Би-би-си глава британского агентства атомной энергетики Иэн Чапман. - Это возможность продемонстрировать всему миру, что реакция термоядерного синтеза возможна и на Земле".

"Спутник, икра, водка, токамак"

ИТЭР - самая масштабная научная стройка в истории человечества. В эксперименте принимают участие 35 стран: Индия, Китай, Россия, США, Южная Корея, Япония и страны ЕС (плюс Великобритания и Швейцария) - это 80% всей мировой экономики и больше половины населения планеты.

При этом все страны-участницы признают, что авторство идеи термоядерного реактора принадлежит России. Само слово "токамак" (именно так называется тип реакторной установки) - это русская аббревиатура: тороидальная камера с магнитными катушками.

"Спутник, водка, токамак". Во Франции начали строить искусственное солнцеПравообладатель иллюстрацииGETTY IMAGESImage captionСоветский токамак, 1967 год

"Токамак - это такой бублик из плазмы, по которому течет ток, - объясняет Би-би-си глава российского агентства ИТЭР Анатолий Красильников. - Это одно из тех слов, которые весь мир выучил благодаря советским, российским ученым. Спутник, икра, водка, токамак - эти слова без перевода поймет любой иностранец".

Красильников занимается термоядерным синтезом (или, как называют его специалисты, "термоядом") уже больше 40 лет. В 1981 году он окончил МФТИ и пришел на работу в Курчатовский институт. А в 1985 было подписано историческое соглашение между США и СССР о совместном строительстве токамака.

"Горбачев с Рейганом договорились вместе строить реактор как пример того, что две великие державы могут не только воевать друг против друга в холодной войне, но и что-то делать вместе, реализовывать какие-то совместные научные проекты, - вспоминает Красильников. - А вскоре к нам присоединились Япония и Евросоюз".

"Спутник, водка, токамак". Во Франции начали строить искусственное солнцеПравообладатель иллюстрацииAFPImage captionМихаил Горбачев и Рональд Рейган

После окончания холодной войны США в одностороннем порядке вышли из соглашения - в расчете на то, что без американского финансирования проект придется свернуть. Однако оставшиеся партнеры продолжили работу - более того, к разработке токамака подключились Индия, Китай и Южная Корея. В Вашингтоне, кажется, поняли, что просчитались.

"Тогда Штаты попросились назад, и, кажется, в 2004 году их приняли обратно, - рассказывает Красильников. - Так что, если они и сейчас выйдут - ничего страшного. Проект определяется не ими, и не они вносят ключевой вклад".

После того как площадкой для строительства реактора утвердили французский Кадараш, основной объем финансирования (45%) взял на себя Евросоюз. Остальные расходы страны-участницы, в том числе Россия и США, делят поровну.

"Спутник, водка, токамак". Во Франции начали строить искусственное солнцеПравообладатель иллюстрацииGETTY IMAGESImage captionЖак Ширак

"Это Солнце на Земле"

Топливом в токамаке служат две разновидности водорода (их называют изотопы) - дейтерий и тритий. В отличие от нефти, газа и урановой руды, запасы и того и другого практически не ограничены: один в промышленных масштабах добывается из воды Мирового океана, другой - из лития, в результате довольно несложной реакции.

В мире созданы сотни токамаков, но ИТЭР - первый реактор, где термоядерный синтез планируется поддерживать за счет цепной реакции горения самой плазмы. Для этого нужно "всего лишь" разогреть водород до нескольких миллионов градусов и каким-то образом удержать его, не дав раскаленной плазме разлететься.

"Спутник, водка, токамак". Во Франции начали строить искусственное солнцеПравообладатель иллюстрацииGETTY IMAGES

"Это Солнце на Земле, только с температурой в 10 раз выше, - объясняет Красильников. - Но Солнце - это огромный шар, оно само себя удерживает за счет гравитации, а мы для этого используем магнитное поле. Расплавить его невозможно - получается как бы магнитная стенка, и в этом уникальность советского изобретения".

Presentational grey line

Как это работает

  • В полое кольцо токамака впрыскивается несколько граммов дейтерия и трития - изотопов водорода
  • Водород нагревается до температуры в несколько млн градусов, превращаясь в плазму - ионизированный газ, в котором электроны оторваны от ядер атомов
  • Магнитное поле, обеспечиваемое сверхпроводящими магнитами общим весом в 10 тыс тонн, удерживает плазму и придает ей форму
  • Когда температура достигает примерно 150 млн градусов (это в 10 раз жарче, чем на Солнце), начинается термоядерная реакция
  • Атомы дейтерия и трития сливаются, образуя один атом гелия-4 и один нейтрон, обладающий огромной энергией (около 3,5 МэВ)
  • Нейтроны покидают магнитную ловушку, и за счет своей кинетической энергии нагревают воду в стенках токамака
  • Вода превращается в пар, который вертит турбины
Presentational grey line

Но главное отличие, по словам ученых, - это абсолютная безопасность термоядерного реактора, поскольку там попросту нечему взрываться.

"В случае аварии наш бублик просто потухнет, и его придется зажигать заново, - уверяет Красильников. - Температура плазмы в ИТЭР - около 200-300 млн градусов. Если даже случится так, что магнитное поле не выдержит и плазма выплеснется на стенку реактора, температура сразу же упадет на порядок - и реакция просто прекратится".

"Все, что только понасоздавало человечество"

Все эксперты сходятся в том, что осуществить грандиозный проект в одиночку было бы не под силу ни одной стране мира. И дело даже не в деньгах, а в уникальных ноу-хау, разработанных учеными в рамках международного сотрудничества.

"По существу это клуб технологически развитых стран, каждая из которых принесла в проект свою технологию, - уверяет Красильников. - Мы придумали токамак, кто-то придумал первую стенку, кто-то - метод дополнительного нагрева, кто-то - лучшие инжектора, кто-то - сверхпроводники... ИТЭР объединил на своей площадке все, что только понасоздавало человечество".

Например, магнитные катушки реактора. Каждая из них размером с четырехэтажный дом и весом 360 тонн. Для создания сверхпроводимости магниты охлаждены жидким гелием до -269 градусов по Цельсию.

13-метровый центральный соленоид весит 1000 тонн и создает магнитное поле такой силы, что его хватит, чтобы поднять в воздух авианосец.

Большинство систем создано в сотрудничестве сразу несколькими партнерами. Например, одна из деталей, собранных во вторник, создана в рамках ответственности России - то есть разработана российскими учеными в Петербурге (НИИ электрофизической аппаратуры им. Ефремова), - но собирали ее контрактники в Германии.

Согласно соглашению о партнерстве, все государства-члены ИТЭР имеют равные права на использование токамака и всех использованных при его строительстве технологий. Выйдя из проекта, любая страна-участница рискует оказаться в научной изоляции.

Впрочем, выходить никто и не собирается. По словам участников проекта, ИТЭР - это еще и уникальный социальный эксперимент: когда люди из разных культур, с разной ментальностью работают вместе, они учатся друг у друга и понимают, как друг с другом общаться - а это не менее важно, чем все остальное.

"В политическом смысле наши страны наверняка будут переживать и потепление, и похолодание отношений, - уверен Красильников. - Но ИТЭР будет, как ледокол, идти вперед".

Ссылка на первоисточник

Картина дня

))}
Loading...
наверх