Войти

Термояд по дешевке

4842
4
+8
Атомная энергетика
Атомная энергетика.
Источник изображения: www.atomic-energy.ru

Физики могут во много раз снизить цену "вечной" энергии

Впервые в мире российские ученые смогли удержать высокотемпературную плазму в ловушке открытого типа. Это может в корне изменить идеологию термоядерного реактора, сделать его во много раз дешевле, по сравнению с безумно дорогими токамаками.


Как известно, сегодня главные надежды на получение неиссякаемого источника энергии - термоядерной электростанции, ученые связывают с токамаками (тор с магнитными катушками). Однако критики постоянно говорят о сложности этих устройств, а главное - об их гигантской стоимости. Например, международный проект экспериментального термоядерного реактора на основе токамака смогла потянуть сборная команда чуть ли не всего мира. На него сбросились Евросоюз, Индия, Китай, Корея, Россия, США и Япония. Если сначала стоимость проекта ITER оценивалась в 5 миллиардов евро, то сейчас она выросла вдвое, а некоторые эксперты оценивают ее уже в 15 миллиардов евро. Судя по опыту Большого адронного коллайдера, стоимость проекта ITER значительно превысит первоначально заявленную.


А теперь сравните: создание в Институте ядерной физики (ИЯФ) СО РАН установки для получения термояда с открытой ловушкой обошлось бы сегодня в "мизерную" сумму - 300 миллионов долларов. А недавний рекорд, когда плазма была разогрета до более 4,5 миллионов градусов по Цельсию, поставлен вообще за "копейки". Ведь практически все "железо" изготовлено еще во времена СССР.


- Открытая ловушка имеет немало преимуществ, по сравнению с замкнутой ловушкой (токамаком): простота конструкции, снятие ряда технических ограничений, достижение на порядок более высокого давления плазмы, - говорит замдиректора ИЯФ Александр Бурдаков. - Но есть проблема: плазма фактически упирается прямо в стенки ловушки. Это серьезный минус. Ведь чтобы "зажечь" термояд, надо разогреть плазму до нескольких миллионов градусов. Понятно, что никакой материал такой температуры не выдержит. В токамаке проблема решена: плазма с помощью мощного магнитного поля удерживается в торе, не касаясь его стен. Поэтому этой конструкции отдано предпочтение в борьбе за термоядерную энергию.


Словом, около 20 лет назад на открытых ловушках был поставлен крест. Тогда казалось, окончательно. И вот сейчас новосибирские ученые смогли сделать практически невозможное: вернуть открытые ловушки из научного небытия. Причем не просто дать им вторую жизнь, а сделать на них ставку при создании термоядерных установок. Как же удалось совершить такой прорыв?


- Мы смогли устранить главный недостаток открытой ловушки, с помощью нескольких ноу-хау свести к минимуму контакт плазмы со стенкой, - говорит Александр Бурдаков. - Кроме того, к ловушке добавили гиротрон - мощный источник микроволнового СВЧ-излучения. Его сконструировали специалисты Института прикладной физики РАН из Нижнего Новгорода. С его помощью удалось резко повысить температуру плазмы, доведя ее до необходимых для получения термоядерной реакции параметров. Теперь при температуре в несколько миллионов градусов она удерживается несколько десятков миллисекунд.


Но физики намерены пойти дальше. Они хотят в самое ближайшее время установить второй гиротрон, который увеличит температуру плазмы еще в полтора раза. И тогда новосибирская ловушка сможет превысить энергетические показатели токамака ITER, который планируется построить к 2020 году во Франции.


Что же дальше? Неужели еще недавно незаменимому токамаку придется потесниться, а может быть, уйти в небытие? А сердцем термоядерных электростанций будущего станут открытые ловушки? Замдиректора ИЯФ Александр Иванов считает, что точного ответа пока нет. "Какой двигатель внутреннего сгорания лучше - бензиновый или дизельный? - спрашивает он. - На самом деле нужны оба. Так и с термоядерным синтезом: вести работы нужно в разных направлениях, а будущее покажет, чья установка лучше".


Но у разработки новосибирских физиков есть еще одно очень перспективное применение. Ее можно использовать в качестве "драйвера" для работы термоядерно-атомного реактора. При этом можно убить сразу двух зайцев - утилизировать радиоактивные отходов АЭС и вырабатывать энергию. Такая система может работать, используя отходы АЭС - плутоний и минорные актиниды - "дожигать" их до изотопов, которые имеют короткое время жизни. По расчетам ученых система с двумя подкритичными реакторами с ядерной мощностью свыше 500 МВт каждый, обеспечит годовую потребность по утилизации отходов от пяти стандартных энергоблоков АЭС.


Справка "РГ"

В отличие от замкнутых ловушек (токамаков), имеющих форму тора, открытые ловушки напоминают трубу. Они открыты с торцов. Такая конструкция позволяет использовать существенно более слабые, по сравнению с токамаками, магнитные поля и отказаться от дорогостоящих сверхпроводимых соленоидов. Основной тип открытой ловушки был предложен в начале 1950-х годов независимо известным советским ученым Гершем Будкером и американцем Робертом Постом.



Алексей Хадаев

Права на данный материал принадлежат
Материал размещён правообладателем в открытом доступе
  • В новости упоминаются
4 комментария
№1
19.12.2013 02:11
Цитата, q
А теперь сравните

Размер имеет значение(с). Куча токамаков построена с 50х годов в СССР, и были они намного дешевле ИТЕРА.

Цитата, q
А недавний рекорд, когда плазма была разогрета до более 4,5 миллионов градусов по Цельсию,

В 60х была достигнута 10млн

Цитата, q
Но есть проблема: плазма фактически упирается прямо в стенки ловушки

Всего лишь) это одна из основных проблем ИТЕРА, и решить ее до сих пор полностью не могут
+1
Сообщить
№2
19.12.2013 08:06
но ведь главная проблема "термоядерных" реакторов до сих не решена: так и не достигнут положительный выход энергии! КПД во всех случаях ниже единицы..

ряд учёных вообще ставят под сомнение факт существования в природе энергии синтеза, утверждая что это исключительно эндотермические реакции
-2
Сообщить
№3
19.12.2013 13:40
Цитата, q
ряд учёных вообще ставят под сомнение факт существования в природе энергии синтеза, утверждая что это исключительно эндотермические реакции
Это что-то новенькое. Альтернативная квантовая физика? А как же водородная бомба?
Цитата, q
КПД во всех случаях ниже единицы..
Что вполне объясняется высокими затратами на "зажигание" синтеза.
+3
Сообщить
№4
19.12.2013 15:27
Цитата, q
ряд учёных вообще ставят под сомнение факт существования в природе энергии синтеза, утверждая что это исключительно эндотермические реакции

Ну да, на Солнце, значит, эндотермическая реакция происходит) то-то я думаю, чего в космосе так холодно)
+4
Сообщить
Хотите оставить комментарий? Зарегистрируйтесь и/или Войдите и общайтесь!
ПОДПИСКА НА НОВОСТИ
Ежедневная рассылка новостей ВПК на электронный почтовый ящик
  • Разделы новостей
  • Обсуждаемое
    Обновить
  • 13.11 10:06
  • 1364
Корпорация "Иркут" до конца 2018 года поставит ВКС РФ более 30 истребителей Су-30СМ
  • 13.11 05:27
  • 2
Стармер и Макрон хотят убедить Байдена разрешить Украине удары дальнобойными ракетами по РФ - СМИ
  • 13.11 01:37
  • 1
Лесть, прибыль, мир: коммерческое предложение Украины Трампу (Financial Times, Великобритания)
  • 12.11 21:14
  • 5540
Без кнута и пряника. Россия лишила Америку привычных рычагов влияния
  • 12.11 21:09
  • 2
TKMS показали, каким будет новый фрегат MEKO A-400
  • 12.11 12:28
  • 5
На Западе оценили самый дорогой танк армии России
  • 12.11 12:06
  • 3
Россия вернется к созданию сверхзвуковых лайнеров
  • 12.11 12:03
  • 1
Положительный баланс во внешней торговле России в этом году вырос почти до 115 млрд в долларовом эквиваленте
  • 12.11 02:19
  • 1
Незаметные события, подрывающие мощь Америки (The New York Times, США)
  • 12.11 01:57
  • 1
Сергей Рябков: Трамп нам известен по предыдущему хождению во власть
  • 12.11 00:17
  • 4
Путин заявил о завершении испытания новейшего вооружения
  • 11.11 20:07
  • 1
«Независимая» Польша
  • 11.11 20:04
  • 1
"Можем делать больше". Чем живет украинская оборонная индустрия и что мешает ей расти (Hromadske, Украина)
  • 08.11 23:56
  • 3
В Кремле ждут, что в начале 2025 года станет ясно, будут ли США способствовать завершению конфликта на Украине
  • 08.11 09:04
  • 681
Израиль "готовился не к той войне" — и оказался уязвим перед ХАМАС