Кто строит термоядерный реактор
Всем электронным устройствам и машинам нужна энергия и человечество потребляет её очень много. Но ископаемое топливо заканчивается, а альтернативная энергетика пока что недостаточно эффективна.
Есть способ получения энергии, идеально подходящий всем требованиям – Термоядерный синтез. Реакция термоядерного синтеза (превращение водорода в гелий и выделение энергии) постоянно происходит на солнце и этот процесс дает планете энергию в виде солнечных лучей. Нужно только имитировать его на Земле, в меньшем масштабе. Достаточно обеспечить высокое давление и очень высокую температуру (в 10 раз выше, чем на Солнце) и реакция синтеза будет запущена. Чтобы создать такие условия, нужно построить термоядерный реактор. Он будет использовать более распространенные на земле ресурсы, будет безопасным и более мощным чем обычные атомные станции. Уже больше 40 лет предпринимаются попытки его строительства и ведутся эксперименты. В последние годы на одном из прототипов даже удалось получить больше энергии чем было затрачено . Наиболее амбициозные проекты в этой сфере представлены ниже:
![](/files/users/u3/2016/08/2c373f5f0b984dbabc4345d98c4105a5.jpg)
Крупнейший проект в сфере энергетики и самый масштабный в мире научный проект – строительство термоядерного реактора ITER во Франции. Этот экспериментальный реактор за 40 млрд. долларов ещё не будет служить полноценной электростанцией, но будет доказательством того, что термоядерная энергетика возможна. Коалиция стран, включающая и Россию, должна завершить строительство реактора к 2026 году.
![](/files/users/u3/2016/08/56eb61fae7ab492fa0949cb83d8cdaba.jpg)
Наибольшее внимание общественности последнее время достаётся другой конструкции термоядерного реактора – стелларатору Wendelstein 7-X (стелларатор сложнее по внутреннему устройству чем ITER, который является токамаком). Потратив чуть более 1 млрд. долларов немецкие ученые за 9 лет соорудили к 2015 году уменьшенную, демонстрационную модель реактора. Если он будет показывать хорошие результаты будет построена более масштабная версия.
![](/files/users/u3/2016/08/16fccc70d12c4fe49496bc63acb3785c.jpg)
MegaJoule Laser во Франции будет самым мощным в мире лазером и будет пытаться продвинуть метод строительства термоядерного реактора, основанный на использовании лазеров. Ввод французской установки в строй ожидается в 2018 году.
![](/files/users/u3/2016/08/1790ec482b0040e48123e752a9cc877b.jpg)
NIF (National ignition facility) было построено в США за 12 лет и 4 млрд. долларов к 2012. Они рассчитывали протестировать технологию и после сразу строить реактор, но оказалось, что, как сообщает википедия — considerable work is required if the system is ever to reach ignition. В результате грандиозные планы были отменены и ученые занялись постепенным совершенствованием лазера. Последняя задача – поднять эффективность передачи энергии с 7% до 15%. Иначе финансирование от конгресса этого метода достижения синтеза может прекратится.
![](/files/users/u3/2016/08/d4ae0c777af349998e40dfc980cedcf3.jpg)
В конце 2015 года в Сарове началось строительство здания для самой мощной в мире лазерной установки. Она будет мощнее текущей американской и будущей французской и позволит провести эксперименты необходимые для строительства «лазерной» версии реактора. Завершение строительства в 2020 году.
![](/files/users/u3/2016/08/ceb645b71a8746cbb9f73aeee3be0063.png)
Расположенный в США лазер — MagLIF fusion признается темной лошадкой среди методов достижения термоядерного синтеза. Недавно этод метод показал результаты лучше ожидаемых, но мощность всё ещё нужно увеличить в 1000 раз. Сейчас лазер проходит апгрейд, и к 2018 учёные надеются получить столько же энергии, сколько потратили. В случае успеха будет построена увеличенная версия.
![](/files/users/u3/2016/08/a4054a8b6f4b46ff9b4fcc94c13a1728.jpg)
В российском ИЯФ упорно проводили эксперименты над методом «открытых ловушек» от которого отказались США в 90е. В результате были получены показатели, считавшиеся невозможными для этого метода. Учёные ИЯФ полагают, что их установка сейчас находится на уровне немецкой Wendelstein 7-X (Q=0.1), но дешевле. Сейчас за 3 млрд. рублей они строят новую установку
![](/files/users/u3/2016/08/86ccd9112a84496986582043d6275980.jpg)
Руководитель Курчатовского института постоянно напоминает о планах построить в России небольшой термоядерный реактор – Игнитор. По плану, он должен быть также эффективен как ITER, хоть и меньше. Строительство его должно было начаться ещё 3 года назад, но такая ситуация типична для крупных научных проектов.
![](/files/users/u3/2016/08/9f4083c9d1c444aabfef0b162b00b5f2.jpg)
Китайский токамак EAST начале 2016 года сумел получить температуру в 50 млн. градусов и продержать её 102 секунды. До начала постройки огромных реакторов и лазеров все новости про термоядерный синтез были такими. Можно было подумать, что это просто соревнование среди ученых – кто дольше удержит всё более высокую температуру. Чем выше температура плазмы и чем дольше её удается удерживать – тем мы ближе к началу реакции синтеза. Таких установок в мире десятки, ещё несколько (1) (2) строится так что скоро рекорд EAST будет побит. В сущности, эти небольшие реакторы, это просто тестирование оборудования перед отправкой в ITER. подробнее
Lockheed Martin compact fusion
![](/files/users/u3/2016/08/fba2810f5a2e4568ba5567cf396cebb1.png)
Lockheed Martin объявил в 2015м о прорыве в термоядерной энергетики, который позволит им построить небольшой и мобильный термоядерный реактор за 10 лет. Учитывая, что даже очень большие и совсем не мобильные коммерческие реакторы ожидались не ранее 2040 года, заявление корпорации было встречено скептически. Но компания располагает большими ресурсами так что кто знает. Прототип ожидается в 2020 году.
![](/files/users/u3/2016/08/806dacf99a6048aaa408d89699658c1c.png)
Популярный в кремниевой долине стартап Helion Energy имеет свой уникальный план по достижению термоядерного синтеза. Компания привлекла больше 10 млн долларов и рассчитывает создать прототип к 2019.
![](/files/users/u3/2016/08/4b883e4c320f41df94a0d86ce0b2f1df.jpg)
Держащийся в тени стартап Tri Alpha Energy недавно добился впечатляющих результатов в продвижении своего метода термоядерного синтеза (теоретиками было разработано >100 теоретических способов добиться синтеза, токамак просто самый простой и популярный). Компания также привлекла более 100 млн долларов средств инвесторов.
![](/files/users/u3/2016/08/6ed2cf54438d4365a7972eed2615a8c6.jpg)
Проект реактора от Канадского стартапа General Fusion ещё больше не похож на остальные, но разработчики в нем уверены и привлекли за 10 лет больше 100 млн. долларов, чтобы построить реактор к 2020 году.
![](/files/users/u3/2016/08/d6a44c34ddf94f0f860c5f4bb8d4eb46.png)
Стартап из Соединенного королевства — First light имеет самый доступный для понимания сайт, образовался в 2014 году, и объявил о планах использовать последние научные данные для менее затратного получения термоядерного синтеза.
Tokamak Energy
![](/files/users/u3/2016/08/198e937b9d0541f38e4004027d93d87e.jpg)
Ещё один британский стартап – Tokamak Energy рассчитывает на новые технологии в сверхпроводниках, позволяющие, по их словам, добиться термоядерного синтеза на небольшом реакторе и по меньшей стоимости.
![](/files/users/u3/2016/08/eb8c471210384fccaa27eba83b251286.jpg)
Ученые из MIT написали статью с описанием компактного термоядерного реактора. Они уповают на новые технологии, появившиеся уже после начала строительства гигантских токамаков и обещают осуществить проект за 10 лет. Пока неизвестно будет ли им дан зеленый свет на начало строительства. Даже в случае одобрения, статья в журнале, это ещё более ранняя стадия чем стартап
![](/files/users/u3/2016/08/40f2292fc0b44bf4a792522046a83e6c.png)
Термоядерный синтез – это, пожалуй, наименее подходящая для краудфандинга индустрия. Но именно с его помощью и также с финансированием НАСА, компания Lawrenceville Plasma Physics собирается построить прототип своего реактора. Из всех реализуемых проектов, этот больше всего похож на мошенничество, но кто знает, может, что-то полезное они привнесут в эту грандиозную работу.
Планы на будущее
![](/files/users/u3/2016/08/320d0963b9cc46c09166e0f7d02171c7.jpg)
ITER будет только прототипом для постройки полноценной установки DEMO – первого коммерческого термоядерного реактора. Его запуск сейчас запланирован на 2044 год и это ещё оптимистичный прогноз.
![](/files/users/u3/2016/08/9318511dfa8d47049c2271c9b4e5f783.jpg)
Но есть планы и на следующий этап. Гибридный термоядерный реактор будет получать энергию и от распада атома (как обычная атомная станция) и от синтеза. В такой конфигурации энергии может быть в 10 раз больше, но безопасность ниже. Китай рассчитывает построить прототип к 2030, но эксперты говорят, что это всё равно что пытаться собрать гибридные автомобили до изобретения двигателя внутреннего сгорания.
Нет недостатка в желающих принести в мир новый источник энергии. Наибольшие шансы есть у проекта ITER, учитывая его масштаб и финансирование, но другие методы, а также частные проекты не стоит сбрасывать со счетов. Ученые десятки лет трудились над запуском реакции синтеза без особых успехов. Но сейчас проектов по достижению термоядерной реакции больше чем когда-либо. Даже если каждый из них провалится, новые попытки будут предприняты. Вряд ли мы успокоимся, пока не зажжем миниатюрную версию Солнца, здесь, на Земле.
- Источник(и):
- Войдите на сайт для отправки комментариев