Сейчас у нас нет термоядерных реакторов и нет термоядерных двигателей. Но если будут, человечество на тысячелетия вперёд обеспечит себя чистейшей энергией и сможет полететь на другие планеты.
Правда, обычно люди не особо понимают разницу между ядерной и термоядерной энергией. В лучшем случае считают, что отличия как между углём и дровами. Но нет, разница куда серьезнее. Я бы сказал, что это принципиально разные вещи.
Термояд
Термоядерная энергия намного круче, даже если она пока ещё не заработала в полную силу. Ученые подсмотрели её у самой природы. Термоядерный реактор — это, по сути, попытка создать на Земле маленькое искусственное Солнце. В недрах нашей звезды и всех других звезд постоянно идет термоядерный синтез: легкие атомы водорода под действием гигантских температур и давления сливаются в более тяжелые атомы гелия, высвобождая при этом колоссальное количество энергии. Мечта повторить этот процесс в лаборатории родилась почти сто лет назад, и с тех пор над ней работают лучшие умы планеты.
А в чем отличие?
Главное в том, что именно мы делаем с атомом.
Атомная энергетика (деление) — это процесс «разрушения». Мы берем очень большой и тяжелый атом (например, уран) и «расщепляем» его на две части. При этом выделяется энергия.
Термоядерная энергетика (синтез) — это процесс «созидания». Мы берём два очень маленьких и легких атома (какие-нибудь разновидности водорода) и с огромной силой сталкиваем их, чтобы они соединились в один новый атом (гелий). При этом выделяется ещё больше энергии, чем при расщеплении тяжёлых ядер, как в случае с атомной энергетикой.
То есть атомная станция работает на разрушении тяжелого, а термоядерная — на создании из легкого.
Почему термояд круче
А теперь о том, почему термояд круче. И дело не только в количестве энергии, но и в безопасности. Это самое важное. Атомные станции — очень безопасные сооружения (и я писал об этом отдельную статью, ссылку оставлю ниже), но в основе их работы лежит цепная реакция, которую нужно постоянно и тщательно контролировать.
С термоядом всё иначе. Чтобы зажечь такую «звезду» в реакторе, нужны невероятные условия: температура в сотни миллионов градусов и мощнейшие магниты, которые удерживают раскалённую плазму. Это и есть главный плюс для безопасности. Если в таком реакторе что-то пойдет не так — например, нарушится подача топлива или работа магнитов, — реакция синтеза немедленно и сама собой прекратится. Её просто нечем будет поддерживать. Здесь физически не может произойти взрыв реактора, как на Чернобыльской АЭС или на Фукусиме.
И второй огромный плюс термояда — это отходы. Точнее, их отсутствие.
Атомные станции производят отработанное топливо, которое остаётся опасным для всего живого десятки и даже сотни тысяч лет. Его приходится прятать в специальные хранилища, и эта проблема до сих пор полностью не решена.
Термоядерный же реактор в качестве «выхлопа» даёт обычный гелий — безопасный инертный газ, которым, например, надувают воздушные шарики. Правда, есть один нюанс: нейтроны, летящие из плазмы, со временем делают радиоактивными сами стенки реактора. Но ключевое отличие в том, что эта радиоактивность не продлится миллионы лет. Всего через 50-100 лет эти материалы перестанут быть опасными, и их можно будет снова использовать.
Бесконечная энергия
Ещё один важный момент — топливо. Атомные электростанции питаются ураном, а его запасы конечны. По разным оценкам, он точно должен закончиться к концу века. Или раньше. Или позже, потому что Россия придумала супертехнологию вторичого использования отработанного ядерного топлива (об этом я уже тоже писал, ссылку также оставлю ниже).
Топливо же для термояда в любом случае практически неисчерпаемо. Один из видов топлива, дейтерий — он добывается из обычной морской воды. Его запасов хватит на многие миллионы лет.
Другой компонент, тритий, можно получать прямо внутри работающего реактора из лития, запасов которого на Земле тоже достаточно.
Получается, термояд предлагает нам источник энергии, которого хватит на всё время существования человечества.
Так почему же мы до сих пор не пользуемся термоядерной энергией?
Потому что это невероятно сложно. Удержать «маленькое Солнце» в магнитной ловушке — одна из самых трудных задач, которые когда-либо ставило перед собой человечество. Ученые и инженеры со всего мира объединились в проекте ITER (о нём я уже тоже рассказал, где будет ссылка — знаете). Там всем миром пытаются приручить плазму, что-то получается, но говорить о термоядерных реакторах ещё очень и очень рано.
На форуме я поговорил с теми, кто в теме, и они говорят, что вряд ли нам с вами удастся пожить в эпоху термоядерной энергетики. И если вдруг в обозримом будущем мы полетим к другим планетам и в другие галактики, то, скорее всего, несмотря на меньшую эффективность, это будет атомный двигатель, а не термоядерный.
В общем, пока атомная энергетика незаменима, именно она держит и будет держать на своих плечах всё большую и большую часть мировой энергетики.
А термоядерная энергия — это следующий виток эволюции. Она сулит намного больше преимуществ: неиссякаемое топливо, принципиальную безопасность и отсутствие долгоживущих отходов. Она — как мечта о чистом и бесконечном электричестве, которая постепенно становится реальностью. И именно поэтому она, без сомнения, немного (а на самом деле, очень) круче.
Если стало хоть что-то понятно, ставь лайк, а ниже те самые обещанные статьи, прочитав которые вы сможете вполне себе недурно разбираться в теме ядерной энергетики: