Огромный, терпящий неудачу проект термоядерного реактора наконец завершает создание магнитной системы

Как поклонник науки и техники, я очень рад видеть, что после двух десятилетий напряженной работы и преданности своему делу Международный проект термоядерной энергетики (ИТЭР) наконец завершил поставку своих массивных тороидальных магнитов. Это важная веха на пути к тому, чтобы сделать ядерный синтез жизнеспособным источником энергии для всего мира.

Спустя двадцать лет производство и транспортировка больших тороидальных магнитов ИТЭР были завершены. Эти 19 магнитов теперь расположены на юге Франции, как объявил ИТЭР, прокладывая путь к началу важных экспериментов с плазмой в рамках проекта ядерного синтеза – в конечном итоге.

Рекомендуемое чтение

Как ярый сторонник инновационных энергетических решений, я рад сообщить, что ИТЭР, международное предприятие, в котором участвуют 35 стран, стремится построить токамак. Токамак — это, по сути, камера в форме пончика, в которой содержится плазма, нагретая в результате реакций ядерного синтеза. Наша коллективная цель — испытать этот экспериментальный реактор и определить жизнеспособность ядерного синтеза как устойчивого источника энергии для нашего будущего.

Ядерный синтез предполагает слияние двух или более легких атомных ядер в одно ядро, что приводит к выделению большого количества энергии. Это явление отличается от ядерного деления, при котором тяжелые ядра расщепляются с образованием энергии и радиоактивных отходов. Хотя ядерный синтез происходит естественным образом в звездах, на Земле он не был достигнут. Однако ученым и инженерам удалось вызвать термоядерные реакции в контролируемых средах, таких как токамаки, и с помощью лазерных технологий. Задача заключается не в запуске этих реакций, а в создании таких реакций, которые генерируют больше энергии, чем потребляют, потенциально обеспечивая бесконечный источник энергии.

Проще говоря, токамаки используют магниты для удержания и управления плазмой. Колоссальные катушки тороидального поля ИТЭР, выполняющие роль магнитов в эксперименте, будут охлаждены до экстремально низкой температуры -452,2 градуса по Фаренгейту (-269 градусов по Цельсию), что сделает их сверхпроводящими. Эти гигантские катушки высотой 56 футов (17 метров) будут окружать контейнер в форме пончика, содержащий плазму, предоставляя исследователям ИТЭР возможность контролировать процесс термоядерного синтеза внутри вакуумной камеры.

Огромный, терпящий неудачу проект термоядерного реактора наконец завершает создание магнитной системы

Предстоящий эксперимент ИТЭР затмит все другие токамаки, поскольку его центральный соленоидный магнит состоит из шести массивных 110-тонных магнитных модулей. Магниты ИТЭР, имеющие впечатляющий вес в 23 000 тонн, будут создавать поле примерно в 300 000 раз сильнее, чем магнитное поле Земли. Ожидается, что содержащаяся в нем плазма достигнет палящей температуры в 302 миллиона градусов по Фаренгейту (150 миллионов градусов по Цельсию), что в десять раз выше, чем в ядре Солнца. Первоначально планировалось, что первая плазма появится в следующем году, а первая реакция термоядерного синтеза запланирована примерно на 2035 год, но эти этапы были пересмотрены в соответствии с недавним обновлением Совета ИТЭР. Официальное объявление об обновленном графике запланировано на пресс-конференцию 3 июля.

ИТЭР, представленный Горбачевым и Рейганом в 1985 году, был фактически построен лишь двадцать лет спустя, в 2005 году. Однако, по данным Scientific American, эксперименты с использованием этого токамака еще не проводились. Стоимость проекта с годами значительно выросла: по текущим оценкам, его стоимость составит более 22 миллиардов долларов, что более чем в четыре раза превышает первоначальный бюджет. Технические проблемы и пандемия Covid-19 стали основными причинами этих задержек.

Забавное наблюдение, часто повторяемое до уровня клише, утверждает, что ядерный синтез как энергетическое решение постоянно находится в 50 годах от того, чтобы стать реальностью. Оно остается мучительно недостижимым, всегда неуловимым, и нас постоянно уверяют, что «на этот раз все будет по-другому». Проект ИТЭР направлен на то, чтобы продемонстрировать техническую осуществимость производства термоядерной энергии, однако экономическая жизнеспособность – важнейший вопрос его доступности для энергосистемы – является еще одной проблемой, которая остается без ответа.

Ядерный синтез считается неуловимым решением проблемы производства энергии в физике, обещающим отучить нас от зависимости от ископаемого топлива. Однако, несмотря на такие достижения, как инженерный прогресс ИТЭР и достижение технологической безубыточности Национальной установки зажигания в 2022 году, сложная проблема термоядерного синтеза остается далека от полного решения. Климатический кризис усугубляется, и даже если нам удастся разгадать инженерную загадку ИТЭР, это лишь затронет поверхность многогранной проблемы ядерного синтеза.

Смотрите также

2024-07-01 22:44