Термоядерные реакторы уже давно называют будущим энергетики. Они чисты, эффективны и способны производить огромное количество энергии. Однако создание термоядерного реактора - сложная задача. Для этого требуется глубокое понимание фундаментальных сил природы, передовые инженерные разработки и куча бабла)
Термоядерный синтез - это процесс объединения атомных ядер с образованием более тяжелых элементов. Это тот же процесс, который питает Солнце и другие звезды. В термоядерном реакторе топливом обычно служит комбинация изотопов водорода - дейтерия и трития. Когда эти изотопы нагреваются до чрезвычайно высоких температур, они сталкиваются и сплавляются вместе, выделяя при этом огромное количество энергии.
Одна из главных проблем при создании термоядерного реактора - создание условий, необходимых для активации термоядерной реакции. Топливо должно быть нагрето до температуры более 100 миллионов градусов Цельсия, что жарче, чем в ядре Солнца. При таких температурах топливо превращается в плазму, которую необходимо удерживать в магнитном поле, чтобы она не расплавила стенки реактора.
Другой проблемой является достижение чистого прироста энергии. Для того чтобы термоядерный синтез стал практическим источником энергии, количество энергии, вырабатываемой в результате реакции, должно превышать количество энергии, необходимое для ее поддержания. Это было серьезным препятствием для исследователей термоядерного синтеза, но в последние годы был достигнут определенный прогресс.
Существует два основных подхода к созданию термоядерного реактора - магнитное удерживание и инерционное удерживание. Магнитное удерживание предполагает использование мощных магнитных полей для удержания плазмы и поддержания высоких температур, необходимых для термоядерного синтеза. Инерционное удержание предполагает использование лазеров для сжатия небольшой таблетки топлива до достаточно высоких температур и давления, чтобы произошел термоядерный синтез.
Наиболее известным устройством для термоядерного синтеза с магнитным удержанием является токамак. Это устройство в форме пончика, в котором для удержания плазмы используется сильное магнитное поле. Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER) в настоящее время строится во Франции и, как ожидается, станет первым токамаком, в котором будет достигнут чистый прирост энергии.
Инерциальным термоядерным синтезом занимается National Ignition Facility (NIF) в США.
Термоядерный синтез является перспективным источником энергии, поскольку он не приводит к выбросам парниковых газов и не создает неразлагающихся радиоактивных отходов. Он также намного безопаснее ядерного деления, которое используется в обычных ядерных реакторах. Однако разработка термоядерной энергии - сложный и дорогостоящий процесс. Скорее всего, пройдет несколько десятилетий, прежде чем мы увидим коммерческие термоядерные реакторы, вырабатывающие электроэнергию.
