Внутри крупнейшего в мире термоядерного реактора
Широко известными неудачами холодного ядерного синтеза была запятнана целая область науки, но вопреки физики успешно проводили термоядерные реакции начиная с 1932 года. Сегодня исследование в области ядерной реакции синтеза может привести нас к чистым источникам энергии, лишенной недостатков цепной ядерной реакции. Электростанции холодного ядерного синтеза не могут расплавить защитную оболочку, они не будут выделять высокорадиоактивных, долговечных отходов. Также термоядерное топливо не может быть использована в качестве оружия массового поражения.
Безусловно, основным достижением в развитии холодного синтеза стоит термоядерная электростанция ITER (ИТЭР) – проект международного экспериментального термоядерного реактора. Основой конструкции реактора является токамак — резервуар в виде бублика, в котором и проходит сама реакция синтеза, его основная задача это магнитное удержание плазмы. В токамаке, который ограничен магнитными полями, они удерживают плазму от контакта с другими элементами, содержится дейтерий и тритий – два изотопа водорода. В то время как частицы излучаються, радио и микроволны нагревают плазму до 270 миллионов градусов по Фаренгейту, данная температура нужна для поддержания термоядерной реакции.
Реактор ITER будет самым большим токамаком, когда-либо сделанным людьми. Он будет производить 500 мегаватт энергии, приблизительно та же мощность, которую производит теплоэлектростанция, работающая на угле. Но ITER не будет производить электроэнергию, это всего лишь гигантский эксперимент физиков, хотя с очень высоким потенциалом выгоды. 35 тысячных части унции (это меньше одного грамма) дейтерия трития смогут произвести энергию, эквивалентную 7 500 литрам мазута. Кроме этого процессы, которые проходят в токамаке абсолютно безопасны. Реактор ITER никогда не создаст катастроф которые произошли из-за ядерных реакторов в Чернобыле или Фукусиме – и в этом эго основная привлекательность.
Чтобы полностью коммерциализировать основанные на токамаках электростанции, разработчики должны преодолеть некоторые проблемы. Первым стоит вопрос по производству трития. В мире в любой момент времени есть всего 23 килограмма этого элемента, так как он не неестественен и быстро распадается. Хотя ITER может использовать тритий, который производиться атомными электростанциями, полномасштабная электростанция должна производить собственный материал – нейтроны от термоядерной реакции могут использоваться для преобразования запасов лития в тритий. Кроме этого физики должны также определить какие материалы лучше всего противостоят пробочным продуктам реакции синтеза, которая может уничтожить стены токамака. И наконец, избыточная радиоактивность в устройстве создаст проблемы обслуживания, потому как люди будут не в состоянии безопасно работать в пределах токамака. Ученые должны разработать роботов, которые способны заменить детали весящие до 10 тонн.
ITER начнет первые эксперименты в 2019 году во Франции. Если они будут успешны, то данные, полученные в ходе разработки и работы данного проекта, помогут команде ITER в разработке демонстрационного проекта, способного произвести от 2 000 до 4 000 мегаватт, которая будет построена до 2040.