Ўзбекистон овози газетаси
  Ўзб  O'zb
 

В последнем номере



Самое читаемое



Актуальные темы



Архив

«    Iyul 2019   
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6 7
8 9 10 11 12 13 14
15 16 17 18 19 20 21
22 23 24 25 26 27 28
29 30 31 1 2 3 4
21.12.2018

УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ

Мы обуздаем энергию звезд! Новости управляемого термоядерного синтеза.

УТС – это принципиально новый источник энергии, основанный на слиянии ядер сверхлегких элементов с выделением огромных количеств энергии. Сверхмощный, экологически чистый, радиационно безопасный и практически неисчерпаемый, он создает основу процветания человечества.

Работы по УТС ведутся с начала 50-х годов прошлого столетия, у его истоков стояли Сахаров, Тамм, Лаврентьев, Спитцер, а благодаря инициативе Курчатова, работы по УТС с первых дней ведутся в сотрудничестве физиков ведущих государств.

Для осуществления реакции требуются огромные температуры, выше 100 миллионов градусов, достижение которой представляет чрезвычайно сложную техническую проблему, как и создание мощного магнитного поля, в котором она и должна «гореть», не касаясь стенок реактора.  Пройден  огромный путь от первых установок, в которых температура и плотность плазмы были невелики, до современных, вплотную приблизившихся к параметрам зажигания термоядерной реакции. Это JET в Великобритании, на открытии которого присутствовала сама королева Великобритании Елизавета, JT в Японии, TORE Supra во Франции. Реакторы последнего поколения – EAST в Китае, где была достигнута температура плазмы 50 миллионов градусов, а время удержания 102 секунды, в Германии - стеллатора Wendelstein 7-Х, строительство которого обошлось в 400 миллионов евро, и на открытии которого присутствовала канцлер Германии Ангела Меркель. Достигнута температура плазмы 80 миллионов  градусов, время удержания – четверть секунды.

В Принстонской лаборатории физики плазмы сферический токамак NSTX-U (National Spherical Torus Experiment) позволяет более эффективно использовать магнитное поле своих катушек благодаря необычной форме установки в виде яблока. В Массачусетском технологическом институте на токамаке Alcator C-Mod удалось добиться самого высокого давления за всю историю наблюдений – 2 атмосферы, рекордный показатель продержался две секунды при температуре 35 миллионов градусов. Также ведутся работы по инерционному удержанию с помощью пучков лазеров и высокоэнергетических частиц.

Эти экспериментальные установки создают основу для первого Международного Экспериментального Термоядерного Реактора ИТЕР, строительство которого ведется во Франции, в ядерном центре города Кадараш, под Марселем.

Проект сильно задерживается, ведь обсуждение и первые разработки начались еще в 1985 году,  но на сегодняшний день на его строительстве  пройдена только половина пути, а начало экспериментов планируется на 2025-2027 годы, как заявил  генеральный директор ИТЕР Бернард Биго. За это время стоимость проекта возросла с 1 миллиардов до 50 миллиардов долларов, а объем сократился почти в два раза, и теперь это не самоподдерживающаяся реакция, которая после зажигания продолжалась бы самостоятельно, без подвода энергии извне, а 10-кратный усилитель энергии. Но все равно масштабы впечатляют, высота установки 30 метров, в поперечнике 20 метров, сверхпроводящие катушки весят столько же, сколько Боинг 747. Общий вес установки 23 000 тонн, задействовано около 1000 человек, мощность 500 мегаватт.

В ИТЕР участвуют 35 государств, Узбекистан в их число не входит, но косвенно в нем участвует. Это расчеты вероятностей  термоядерных процессов на Солнце и других звездах, исследования выбора материалов «первой стенки» на элементах покрытия токамака JET (Великобритания), исследования стойкости оптоволоконных систем контроля и управления, аналогичных планируемым для ИТЕР, к быстрым нейтронам. 

Вот что говорит о преимуществах термоядерной энергетики академик РАН, руководитель Курчатовского института ядерных исследований, автор идеи международного реактора и один из его руководителей  Евгений Павлович Велихов.

«Это, во-первых, огромные энергетические мощности, в миллионы раз большие, чем у тепловых и гидроэлектростанций, даже, чем у урановых атомных станций, что чрезвычайно актуально, поскольку энергопотребление постоянно возрастает. В 21 веке оно возрастет в три-четыре раза и более, что обусловлено необходимостью обеспечить энергией множество принципиально новых технологий, в первую очередь, водородную энергетику, получение водорода – потенциального моторного топлива, а разложение воды, термическое или электролитическое, это очень энергоемкий процесс. К тому же, нарастающий дефицит питьевой воды приведет к массовому строительству опреснительных установок, которое  возможно только на основе термоядерных реакторов, потому что оно тоже чрезвычайно энергоемкое.

Во-вторых, экологически чистый и радиационно безопасный. При его работе образуется совершенно безвредный гелий и в небольших количествах, тогда, как при сжигании органического топлива, особенно угля, образуется огромное количество отходов. Из 1000 т низкосортного угля образуется более 500 т золы и нитратов и сульфатов кальция, которые никак не перерабатываются и делают непригодными для жизни огромные территории. А в атмосферу выбрасывается углекислота и водные пары, которые обуславливают парниковый эффект и ухудшение климата.

Термоядерный реактор на несколько порядков безопаснее атомного, в него закладывается всего несколько грамм топлива, а не все сразу, как в атомном. В случае его разрушения реакция прекратится сама по себе за миллионные доли секунды, а остановить цепную реакцию деления урана достаточно сложно. В Чернобыле для этого понадобилось несколько месяцев невероятных усилий, и таких отходов, как осколки деления, которые стали причиной радиоактивного заражения, не будет. Конечно, поток нейтронов будет активировать элементы конструкции, но эта радиоактивность будет внутри металлов, деталей и особой опасности не представляет. А у трития радиоактивность небольшая, он быстро распадается.

И очень важно, что большие энергетические мощности могут вырабатываться вблизи потребителей, например, мегаполисов, отпадает необходимость в строительстве линий электропередач, в которых, кроме всего прочего, теряется значительное количество энергии.

Топливом служат дейтерий и тритий. Дейтерия много в морской воде, да и надо будет ведро тяжелой воды на год. Тритий будет синтезироваться из лития, которого тоже много в природе, или получаться из отходов атомных электростанций. Вместо трития можно использовать легкий гелий Не3, которого нет на Земле, но много на Луне. При этом значительно уменьшится поток нейтронов, разрушающих конструкции реактора и создающих наведенную радиоактивность, что значительно облегчит конструкторские проблемы. Но оптимальная температура реакции значительно выше, 300-400 миллионов градусов, что делает эту идею на данный момент недостижимой.

Но, несмотря на дешевизну топлива, стоимость энергии на термоядерной электростанции будет примерно такой же, как на атомной, поскольку велики будут капитальные затраты. Сверхпроводящие магнитные катушки, первая стенка реактора, которая должна будет выдержать поток нейтронов и атаки плазмы. Однако опыт показывает, что энергетика, базирующаяся на высоких технологиях, впоследствии выигрывает. Сегодня мы видим, что атомная энергетика стала исключительно выгодной: все капитальные затраты давно сделаны, а топливо U235, стоит недорого, а водород и гелий, и другие легкие элементы практически бесплатные.

ИТЕР – это главный проект человечества.

 

Д.К.ХАНАЗАРОВА,

общественный активист.


Мнения и предложения

Защита от автоматических сообщений

Последние новости: