29 ноября 2019

Строительство самого большого реактора термоядерного синтеза выходит на финишную прямую

dailytechinfo.org dailytechinfo.org

Не так давно была установлена последняя опора и перекрытие здания, которое является помещениемдля самого большого и самого амбициозного эксперимента в области термоядерной энергетики. И сейчас в этом здании уже начала работу группа инженеров, которые производят сборку и соединение узлов в единую конструкцию реактора термоядерного синтеза ITER.

Отметим, что этот проект находится в стадии реализации с 1985 года и его целью является создание экспериментального реактора, в котором будут протекать быстрые реакции термоядерного синтеза, подобные реакциям, протекающим в недрах Солнца. А исследования и эксперименты, проведенные на реакторе ITER, должны привести, в конце концов, к появлению практически неисчерпаемого источника экологически чистой энергии.

Реактор ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) является реактором термоядерного синтеза типа токамак, в создании которого задействованы тысячи ученых и инженеров из 35 стран. Реакторы токамак имеют круглую тороидальную камеру, в которой создается кольцо высокотемпературной плазмы из атомов водорода. Плазма сжимается при помощи магнитного поля, вырабатываемого магнитами со сверхпроводящими обмотками, ее плотность и температура поднимаются до значений, при которых начинают идти реакции термоядерного синтеза, высвобождающие энергию в огромных количествах.

Разработчики реакторов токамак всегда сталкиваются с рядом технологических проблем, связанных с обеспечением стабильности плазменного шнура, разогрева плазмы до сверхвысокой температуры и удержания ее в течении времени, достаточного для начала реакций термоядерного синтеза.

В мире существует достаточно много экспериментальных реакторов типа токамак, на которых постоянно ведутся эксперименты и исследования. К примеру, в реакторе британской компании Tokamak Energy в прошлом году была получена плазма, разогретая до температуры в 15 миллионов градусов Цельсия. А в китайском реакторе Experimental Advanced Superconducting Tokamak в 2016 году плазма удерживалась в течение рекордных 102 секунд, а в прошлом году была достигнута температура плазмы порядка 100 миллионов градусов Цельсия.

Однако, всем существующим реакторам очень далеко до возможностей реактора ITER. Новый реактор будет оперировать плазмой, плотность которой минимум в 10 раз превышает максимальную плотность, полученную на сегодняшний день. Более того, больший объем удерживаемой в камере реактора плазмы дает больше возможностей по инициации реакций термоядерного синтеза. Так же велико значение ожидаемого энергетического "выхлопа" реактора ITER, который будет находиться на уровне 500 МВт. Для сравнения, нынешний рекорд, установленный в 1997 году на реакторе Joint European Torus, составляет 16 МВт.

Согласно планам, этап соединения миллионов частей в единую конструкцию реактора займет пять лет. И первая плазма будет "зажжена" в камере реактора ITER ориентировочно в 2025 году.