К освоению термоядерного синтеза в промышленных масштабах человечество стремится с середины XX века. Возможность получать безвредную энергию в неограниченных количествах в корне изменит жизнь на планете. Работающих реакторов пока нет, но несколько компаний мира активно соревнуются в этом направлении. Создание
28 июля 2020 года во Франции начали собирать экспериментальный термоядерный реактор ITER, работающий по принципу токамака. Строительство планируют завершить в 2025 году. В проекте участвуют ЕС, Индия, Китай, Южная Корея, Россия, США и Япония.
Термоядерный синтез — это реакция, в ходе которой легкие атомы объединяются в более тяжелые. В результате высвобождается энергия. Такой процесс постоянно происходит на Солнце и других звездах. Если ученые смогут построить работающий реактор, люди получат источник неограниченной и «зеленой» энергии.
В качестве топлива для реактора используют изотопы (подвиды) водорода: дейтерий и тритий.
Водород превращают в плазму и удерживают внутри реактора при помощи очень мощных магнитов. При температуре 150 млн °C (в десять раз жарче, чем на Солнце) начинается термоядерная реакция.
Планируется, что ITER будет производить энергии в 10 раз больше, чем потреблять. Однако случится это не так скоро. Первую плазму планируют получить сразу после окончания строительства, в 2025 году. Но эксперименты с термоядерной реакцией проведут только в 2035 году.
Термоядерные реакторы смогут производить больше энергии, чем х атомные предшественники, также, они не оставляют радиоактивных отходов, да и топливо для них в разы дешевле.
Основной конкурент токамака — стеллератор Wendelstein 7-X, который построили в Институте физики плазмы им. Макса Планка в немецком Грайфсвальде. Если токамак удерживает плазму в центре при помощи мощных магнитов, то стеллератор делает это благодаря своей сложной форме, напоминающей объемную ленту Мебиуса.
Американский стартап TAE Technologies предложил реактор вытянутой формы. В качестве топлива компания использует водород и бор-11, которые на большой скорости подаются в реактор с двух сторон. От столкновения оно нагревается и превращается в плазму. Минус такого устройства в том, что для его работы нужна очень высокая температура, примерно в 3 млрд °C.
Еще один вид реактора разрабатывает канадская компания General Fusion. Он представляет собой сферу, внутри которой находится расплавленный свинец. К устройству подключены паровые молотки, которые синхронно бьют по сплаву. В металле есть небольшой желобок, в который загружают горячую смесь дейтерия и трития. При каждом ударе молотков происходит микровзрыв, который провоцирует термоядерную реакцию.
Какие из всех этих проектов действительно «взлетят», предсказать сложно. Остается ждать, надеяться и следить за новостями: 2020-е обещают стать интересным временем для ядерной энергетики.
Подписывайтесь на канал и ставьте лайки, это важно для нашего развития.