Войти

Термояд по дешевке

4614
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
Похожие новости
25.06.2015
Солнце на полную катушку
14.10.2014
Капкан для плазмы
15.11.2013
Ториевая энергетика — новый вызов России?
18.07.2012
Не надо пугаться слова «милитаризация»
22.03.2012
Первая плазма - через восемь лет
27.06.2011
Председатель Правительства Российской Федерации В.В.Путин провёл рабочую встречу с руководителем Государственной корпорации «Росатом» С.В.Кириенко
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
  • 03.12 09:04
  • 39111
США отреагировали на начало российских военных маневров у границ Украины
  • 03.12 07:59
  • 5
Шойгу предложил применять в рамках СВО перспективные комплексы вооружения
  • 03.12 05:53
  • 3
Топливные и энергетические объекты Украины из космоса
  • 03.12 05:13
  • 104
Зенитная ракета вдогонку: показано применение истребителя Су-35 в качестве штурмовика
  • 03.12 04:57
  • 1
AURUS Komendant запущен в серию!
  • 03.12 04:48
  • 1
Как России лишить Украину поддержки из космоса
  • 03.12 02:06
  • 8
Новая мобильная пусковая установка под "Циркон" сможет применять ракеты "Оникс"
  • 03.12 01:16
  • 1
МО РФ: Турция две последние недели не участвует в совместном патрулировании в Сирии
  • 02.12 21:15
  • 1
В Хакасии сформировали новый зенитный ракетный полк с комплексами "Панцирь-С"
  • 02.12 20:18
  • 2
ЕК предложила создать фонд для Киева из замороженных €319 млрд российских активов
  • 02.12 19:55
  • 3
Киев технически мог освоить производство боеприпасов 152 калибра
  • 02.12 19:35
  • 3
В России оценили французские РСЗО на Украине
  • 02.12 13:58
  • 1
Портфель экспортных оружейных заказов РФ сохраняется на уровне $50-55 млрд - глава ФСВТС
  • 02.12 06:21
  • 2
Компания ICON получила аванс от NASA на трехмерную печать домов для лунных колонистов
  • 02.12 06:14
  • 3
Замглавы Ростеха и гендиректор РОЭ награждены орденами "За заслуги перед Отечеством"