E = mc2 — вы когда-нибудь задумывались, где конкретно можно применить это легендарное уравнение Альберта Эйнштейна? Вот вам простой ответ: в расчете потенциала термоядерной энергетики. Именно по этому уравнению можно рассчитать, сколько энергии выделится, если два атома дейтерия объединить в один атом гелия.
Энергия получается колоссальная, но, чтобы получить ее, нужны экстремальные условия. Создать такие условия пытаются физики со всего света. В их числе и российские ученые. В частности, исследователи из Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (ГНЦ РФ ТРИНИТИ) — одного из ключевых российских центров компетенций в области магнитного удержания плазмы и инерциального термоядерного синтеза. Рассказываем про некоторые прорывные проекты института.
Проверяем материалы
На Троицком токамаке Т-11М наши ученые отрабатывают технологии для термоядерных установок будущего: изучают нагрев плазмы и динамику срыва разряда, исследуют взаимодействие плазмы с материалами первой стенки токамака-реактора и разрабатывают методы её защиты.
Так в 2022 году физикам удалось дозаправить систему литиевой защиты, не нарушив вакуумные условия в камере — достижение мирового уровня! До конца 2024 года они планируют разработать и испытать полный набор систем такой защиты и в дальнейшем установить на новой экспериментальной установке — токамаке с реакторными технологиями.
Идем к промышленному масштабу
Токамак с реакторными технологиями позволит на практике отработать технологии, необходимые для создания энергетического термоядерного реактора. В этой установке сойдутся все наработки: от новой магнитной системы до упомянутой литиевой защиты. Некоторые из элементов оборудования по показателям превзойдут даже устройства в международном экспериментальном термоядерном реакторе ИТЭР.
Пока идет эскизное проектирования токамака и его элементов, под установку уже готовят строительную площадку.
Не забываем альтернативы
В токамаке плазму удерживают магнитными полями, вынуждая частицы в ней сталкиваться и высвобождать энергию. «Поджечь» частицы можно и другими методами, например, лазерами.
ГНЦ РФ ТРИНИТИ совместно с партнерами разрабатывает макет модуля драйвера для такого лазерного термоядерного синтеза. Сложные лазерные системы для него тестируют на специальном стенде российского производства. К концу 2024 году институт обещает показать разработанный с его помощью экспериментальный образец усилительного модуля для лазеров.
Подробнее о перечисленных проектах можете прочитать в статье «Троицкая пятерка. Современные термоядерные проекты ГНЦ РФ ТРИНИТИ» в журнале «Вестник Атомпрома».
Больше полувека назад академик Лев Андреевич Арцимович сказал: «Термоядерная энергетика появится тогда, когда станет действительно необходима человечеству». Сегодня у нас нет недостатка в перспективных энергетических технологиях: атомные реакторы четвертого поколения, усовершенствованные солнечные панели, ветроэнергетика и другие. И все же интерес к «термояду» возрастает с каждым годом.
Как думаете, увидим ли мы прорыв в этой сфере «на нашем веку»?
Присоединяйтесь к команде научного блока Росатома, актуальные вакансии – на карьерном портале.
Подписывайтесь на канал и следите за новостями российской науки!
