Розпочато складання найбільшого термоядерного реактора в Європі (2 фото + відео)

Програма зі створення першого в світі діючоготермоядерного реактора, до реалізації якої залучено 35 країн, досягла чергового успіху. На півдні Франції почався процес складання Міжнародного термоядерного експериментального реактора (ITER), завданням якого стане доказ ефективності процесу генерації енергії при використанні термоядерного синтезу. Перша плазма на ITER буде отримана вже до 2025 року, а на робочий режим станція вийде до 2035 року.

Старт процесу складання стає результатомчотирнадцятирічної роботи провідних фахівців світу в області термоядерних процесів. 28 липня вчені почали збірку гігантського реактора, покликаного показати, що ядерні процеси, «пожвавлюють» Сонце і зірки, можна ефективно використовувати на Землі для генерації безпечної і невичерпної енергії. Початок складальних робіт проходило в урочистій атмосфері, на якій був присутній президент Франції Еммануель Макрон і інші керівники країн, що входять в проект ITER.

Керована генерація термоядерної енергіїпризведе до революції в енергетиці і забезпечить людство невичерпним джерелом екологічно безпечної енергії. Отримання термоядерної енергії є більш безпечним, ніж генерація енергії на АЕС, і тому розробка і економічно ефективним, ніж виробництво енергії при спалюванні біологічного палива на ТЕС.

Термоядерна реакція заснована на синтезі важкихатомних ядер з легших, що відбувається з виділенням великої кількості енергії. Для практичної реалізації керованого термоядерного синтезу використовуються установки типу токамак і стелларато, розроблені радянськими (токамак) і американськими вченими. Теоретичні засади таких установок розроблені ще в 50-і роки минулого століття, проте практична реалізація стала можливою тільки зараз і тільки з використанням всього економічного та інтелектуального потенціалу провідних країн світу.

У програмі зі створення ITER беруть участь 35 країн: Китай, Великобританія, Швейцарія, Індія, Японія, Південна Корея, США, Росія і 27 країн ЄЕС. Кожен учасник вносить пропорційний внесок, виражений в постачанні устаткування і комплектуючих деталей, необхідних для створення ITER. Роботи з міжнародної кооперації для вирішення проблем термоядерного синтезу почалися в 1992 році. У 2006 році було отримано офіційний дозвіл на початок будівництва термоядерного реактора в дослідницькому центрі Кадараш на півдні Франції. У наступному році стартували підготовчі роботи, а в травні поточного року розпочалася фактична збірка самого ITER, коли в шахту реактора опустили підставу кріостату загальною масою 1250 тонн. Офіційно про початок складання було оголошено тільки 28 липня.

Принцип роботи ITER заснований на утриманнідейтерій-тритиевой плазми у магнітній пастці. При цьому температура плазми досягає десятків мільйонів градусів за Кельвіном, а при виході на робочий режим реактор повинен буде відтворити процеси термоядерної реакції, що відбуваються всередині зірок при температурі до 150 млн градусів, що в 10 разів більше температури Сонця.

Система надпровідних котушок в токамакегенерує магнітне поле, яке утримує плазму від дотику до стінок вакуумних камер, в які перед початком процесу надходить робоча газова суміш. Далі, використовуючи індуктори, генерується електричний пробій газової суміші, що є початком процесу формування і розігріву плазми.

В процесі термоядерної реакції ядра дейтерію ітритію об'єднуються з одночасним виділенням альфа-частинок і нейтронів. Альфа-частинки поступово переміщуються на периферійну частину плазми і видаляються з робочої зони. Нейтрони направляються в бланкет, де відбувається їх уповільнення в воді, при якому і генерується теплова енергія. Частина нейтронів йде на створення тритію з літію.

Робоча зона вакуумної камери з супутньоюсистемою котушок, індукторів, насосів і камер поміщаються в гігантський кріостат, який є своєрідним вакуумним термосом. Потім вся система полягає в бетонну біологічну камеру з товщиною стін в кілька метрів, яка захищає від потенційної загрози радіаційного зараження.

До грудня 2025 року на установці ITER повинна бутиотримана перша плазма. А повноцінне випробування з дейтерій-тритиевой плазмою почнеться тільки до 2035 року. Для виходу на проектну потужність в 500 мегават установка повинна показати здатність утримувати плазму протягом 400 секунд.

Перша експериментальна термоядерна установкаНЕ буде призначена для використання в якості електростанції і стане експериментальною базою для подальшого розвитку темоядерной енергетики. А перший термоядерний реактор DEMO, який використовується для практичних потреб, планується побудувати тільки до 2040 року. В даний час проект створення Міжнародного термоядерного експериментального реактора вже відстає на 5 років від графіка, а його вартість виросла в процесі реалізації майже в три рази і становить зараз 20 млрд євро.

Розробки установок для термоядерної енергетикиведуться в окремих країнах паралельно з міжнародним проектом ITER. При вирішенні головного завдання - збільшення часу стабільного утримання плазми, - деякі країни досягли певних успіхів. Так, південнокорейські вчені змогли в 2016 році утримувати плазму протягом 70 секунд, а китайці вже в 2017 році досягли результату в 100 секунд. В Англії розробка власної установки STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) завершиться до 2040 року.

Джерело: sciencealert