» » Солнце в миниатюре. Термоядерная гонка

Солнце в миниатюре. Термоядерная гонка

Какую пользу человечеству принесёт прорыв в исследовании солнечной энергии
Солнце в миниатюре. Термоядерная гонка

Во французской деревушке Сен-Поль-ле-Дюранс (70 км к югу от Прованса) реализуется уникальный для будущего человечества проект. С участием учёных из стран Евросоюза, РФ, США, Китая, Индии, Японии и Южной Кореи возводится первый в мире экспериментальный термоядерный реактор под названием «Токамак» (Tokamak).

Сен-Поль-ле-Дюранс неслучайно была выбрана как место для проведения прорывных научных исследований. В этой коммуне располагается знаменитый центр ядерный энергетики «Кадараш» (Cadarache), существующий с 1959 года. В нём есть вся необходимая инфраструктура для экспериментов и комфортной работы специалистов.

В 2000-е годы благодаря запуску проекта ИТЭР (International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) «Кадараш» превратился в международную площадку для сотрудничества между ведущими государствами, осознающими важность мирного атома. Общие инвестиции в проект составляет порядка 20 миллиардов евро.

Огромный интерес к термоядерной энергетике демонстрирует Китай. Параллельно с участием в ИТЭР Поднебесная вполне успешно развивает свой собственный проект HL-2M Tokamak, который планирует ввести в строй в 2020 году.

В России исследованиями термоядерного синтеза занимаются структуры «Росатома», в США — государственные организации и частные компании, включая Lockheed Martin. Значительные средства в НИОКР по термоядерной энергии аккумулирует Великобритания

«ITER — один из крупнейших примеров международного сотрудничества в сфере развития ядерной энергетики. Цель мегасайенс-проекта — продемонстрировать возможность управляемого термоядерного синтеза со временем горения и мощностью промышленного масштаба», — пояснили ранее в «Росатоме».

Искусственный синтез

Главное отличие термоядерного реактора от традиционных энергетических установок заключается в принципе выработки ядерной энергии. На действующих АЭС используется схема распада (деления) атомов, в то время как эксплуатация термоядерного реактора основана на синтезе, где лёгкие элементы объединяются в тяжёлые.

Термоядерный реактор, по сути, воспроизводит естественный синтез солнечной энергии, который генерирует колоссальное количество тепла и света. Учёные собираются сконцентрировать газообразный водород и нагреть его до температуры более 100 млн °C (температура ядра солнца составляет 15 млн °C).

Результатом такой невероятной «термической обработки» должно стать тонкое хрупкое облако, называемое плазмой. Управление процессами в ней планируется осуществлять с помощью мощного магнитного поля. Оно воздействует на атомы для того, чтобы состоялся их синтез и высвобождение энергии, которая будет содержать низкое количество углерода.

Запустить «миниатюрное солнце» в «Кадараше» и получить первую плазму планируется в 2025 году. Стоит отметить, что это событие постоянно откладывалось. Первоначально назывались другие сроки — 2018 и 2019 годы. Причина того, что дедлайн резко сдвинулся вправо, заключается в необходимости выполнения большого объёма строительных работ.

«Токамак» будет сооружением высотой в 73 метра, из которых 60 метров — подземные конструкции. Масса реактора составит 23 тысячи тонн, объём плазмы — 840 кубических метров. Основная платформа сооружения будет занимать площадь примерно в 42 гектара. Объём выработки должен составить порядка 500 МВт тепловой энергии и 200 МВт электричества

По стоимости и масштабам работ реализация «Токамака» намного превзойдёт инвестиции в другие крупнейшие международные научно-экспериментальные проекты — Большой адронный коллайдер и МКС.

Другое дело, что ИТЭР — не настолько распиаренный в СМИ объект. Тем не менее, теоретическую и практическую значимость проекта сложно переоценить. Термоядерная энергия позволит вывести из научного тупика традиционную атомную энергию, которая, несмотря на все её колоссальные преимущества, имеет существенные недостатки:

— нерешённые до конца вопросы безопасности процессов на АЭС;

— проблемы утилизации и переработки радиоактивных отходов;

— опасность онкологических заболеваний для персонала, добывающего уран;

— дороговизна и техническая сложность демонтажа ядерных реакторов.

Полностью данные проблемы термоядерный синтез не решит, однако, как ожидают учёные, «миниатюрное солнце» позволит резко сократить количество радиоактивных отходов и будет более безопасным.

Безальтернативная энергетика

В случае успеха экспериментов в рамках ИТЭР в мире может быть создана более экологичная и эффективная инфраструктура по эксплуатации мирного атома. О перспективности термоядерной энергетики ярко свидетельствует факт огромных вложений со стороны Евросоюза и Японии, где чрезвычайно популярны антиядерные движения.

Дискурс о чудодейственности альтернативной энергетики по-прежнему силён в развитых государствах и поддерживается на публичном уровне. Однако представляется очевидным, что профессиональное сообщество и западные элиты прекрасно осознают ограниченность масштабного применения возобновляемых ресурсов.

Альтернативная энергетика остаётся дорогой и не используется в ведущих отраслях промышленности, так как не может аккумулировать достаточное количество энергии.

Конечно, эксплуатацию возобновляемых ресурсов неправильно высмеивать и называть модной игрушкой, и в ряде регионов мира её развитие имеет большое значение. Но будет абсолютной утопией давать прогнозы о том, что она способна полностью вытеснить дешёвый атом в подавляющем большинстве стран мира, причём даже в долгосрочной перспективе.

В конце концов, одно другому не мешает. Например, Китай является крупнейшим производителем и потребителем солнечной энергии, пользуясь своим географическим положением, и при этом проявляет чрезвычайный интерес к развитию атомного сектора.

Ядерная энергетика по своему научно-технологическому потенциалу является (просим прощения за каламбур) безальтернативным источником для всего человечества и промышленно-развитых государств, в частности. Отрадно, что в России это прекрасно понимают, и реализация ИТЭР призвана сделать нашу страну одним из лидером в сфере распространения новых АЭС

Сейчас развитию термоядерной энергии препятствует немало объективных факторов, хотя первые исследования в этой области начались в СССР ещё в 1950-е годы. Сам термин «токамак» был придуман в 1957 году учеником академика Игоря Курчатова физиком Игорем Головиным.

Как и в послевоенное время современные учёные бьются над тем, чтобы научиться не только разогревать плазму, но и поддерживать нужное для синтеза её состояние в стабильном виде. Кроме того, необходимо разработать новые материалы для изготовления реакторов, которые позволят их эксплуатировать на протяжении десятилетий.

Естественно, что промышленная эксплуатация «токамаков» будет дорогим удовольствием и прогнозировать сейчас коммерческий результат очень сложно. По самым оптимистичным оценкам, первая полноценная термоядерная станция заработает ближе к 2050 году. Однако в перспективности развития данного сегмента мирного атома, даже если он даст эффект через несколько десятилетий, нет сомнений ни у одной уважающей себя страны мира.

темы
07 август 2020 /
  • Не нравится
  • +2
  • Нравится

Похожие новости

Первая плавучая атомная станция в мире введена в строй. В России

Слышали про атомные электростанции? Звучит круто и они дают нам очень многое, но теперь появился новый тип этих источников энергии. Только представьте себе: безумное количество энергии, которое можно

Что такое Токамак? Просто о термоядерном реакторе

Можете ли вы представить себе мир, в котором не нужны никакие дополнительные источники энергии? Мир, в котором не надо будет задумываться о том, как экономить энергию. Она будет если и не бесплатной,

Как ядерный реактор поможет NASA создать колонии на других планетах

За последние несколько лет интерес космических агенств вроде NASA к созданию человеческих колоний на других планетах (и на Луне) сильно вырос. Не последнюю роль в этом сыграл в том числе Илон Маск,

Ученые приблизились к созданию неисчерпаемого источника энергии

Исследование еще на один шаг приближает ученых к решению задачи термоядерного синтеза

Сколько энергии нужно человечеству, чтобы победить бедность и изменение климата?

Как известно, у человечества имеется 2 основные и взаимозависимые проблемы — нищета и стремительное изменение климата. Для того, чтобы их искоренить, человечеству может потребоваться один из основных

Выгодный зеленый тариф для частных и промышленных СЭС

Чтобы стимулировать развитие альтернативной энергетики, внедряется зеленый тариф (Feed-in Tariff), представляющий собой действенный инструмент поддержки инновационных методов получения энергии.
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?Кого и зачем приносили в жертву Древние Египтяне?Ученые пытаются понять, как могла появиться жизнь на ВенереНа МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клином11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой