Недавно на нашем канале вышла статья о существенном о прорыве в технологии ядерного синтеза, совершенном американскими физиками. А поскольку общим мнением является то, что за синтезом будущее, мы решили сделать краткий обзор по ядерной науке и основных проектах в этой сфере.
Ядерная наука и технологии термоядерного синтеза специализируется на исследовании экстремальных условий термоядерного синтеза. В этой среде присутствуют очень высокие температуры, потоки частиц, нейтронное облучение и другие жесткие состояния.
НАУКА
Научные и технологические исследования в области термоядерного синтеза включают изучение конструкций и материалов для будущих термоядерных энергетических устройств. Это также включает в себя новые технологии и интегрированные системы для производства электроэнергии в результате реакций синтеза, воспроизводства трития (топлива, необходимого для реакции синтеза), разработки высокотемпературных сверхпроводящих магнитов и отвода чрезвычайно горячих газов, выделяющихся во время синтеза.
Кроме того, термоядерная наука решает проблемы, связанные с безопасностью и надежностью термоядерной энергии. Например, термоядерная наука изучает, как обеспечить поставку тритиевого топлива и как построить термоядерные электростанции, которые можно было бы безопасно эксплуатировать, несмотря на их исключительно высокую температуру и давление.
ТЕХНОЛОГИИ
В магнитах Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER) используются кабели из сверхпроводящего материала ниобий-олово общей длиной более 100 000 километров. Этого достаточно, чтобы дважды обогнуть земной экватор.
Основные направления развития термоядерных технологий включают методы использования магнитов для сдерживания термоядерного синтеза и специальных материалов, способных выдерживать длительное воздействие экстремальных условий термоядерного синтеза.
Серьезные работы ведутся в рамках программы Fusion Energy Sciences (FES), поддерживаемой Министерством энергетики США. Программа реализует несколько областей исследований, включая программу US Fusion Blanket и Tritium Fuel Cycle. Исследования сосредоточены на методах извлечения топлива из бланкета (устройства термоядерного реактора, расположенное за областью реакции синтеза, предназначенное для использования нейтронов, генерируемых в реакции синтеза), что требует взаимодействия с лабораториями, университетами и частным сектором.
В рамках программы FES исследователи разрабатывают необходимые технологии, в том числе центральный соленоид проекта ITER, один из самых больших и мощных сверхпроводящих магнитов в мире. Другие виды деятельности, поддерживаемые в рамках FES, включают исследования безопасности термоядерного синтеза и системные исследования. Исследования термоядерных энергетических систем рассматривают долгосрочные области, такие как будущая термоядерная электростанция, и определяют пробелы в термоядерной науке и технологиях. Выявление этих пробелов помогает программам расставлять приоритеты в исследованиях с течением времени.
Серьезного прогресса в разработке технологии ядерного синтеза также достигли ученые из Великобритании и Китая. Что это даст энергетике в ближайшем будущем, покажет время.