Новости

В проекте создания первого в мире промышленного термоядерного реактора (стоимость которого оценивается в 12 млрд. долл.), способного в будущем решить энергетические проблемы человечества, участвуют сотни научных центров и тысячи ученых всего мира. Основная задача проекта – на практике подтвердить технологическую возможность контролируемой термоядерной реакции. Главным препятствием, из-за которого термоядерный реактор долгое время считался несбыточной мечтой физиков, является высокая температура процесса.

Для достижения энергетической эффективности процесса топливо (которым являются изотопы водорода - дейтерий и тритий) должно быть нагрето до температуры превышающей температуру недр Солнца в 5 раз (то есть до 100 млн. градусов Цельсия). При такой температуре смесь дейтерия и трития превращается в полностью ионизированную высокотемпературную плазму, состоящую из положительно заряженных ядер дейтерия и трития, а также электронов.

Уравнение термоядерной реакции

Первый в мире термоядерный реактор строится в исследовательском центре Кадараш (Cadarache) на Лазурном берегу во Франции. Различные компоненты реактора разрабатываются и производятся в США, Китае, Европейском союзе, Индии, Японии, Корее и России. В основе проекта лежит концепция «Токамак», разработанная еще 1951 году в Советском Союзе Игорем Евгеньевичем Таммом и Андреем Дмитриевичем Сахаровым. Электрическая мощность всей установки составит 500 МВт.

Википедия: Токамак — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы. Плазма удерживается не стенками камеры, которые не способны выдержать её температуру, а специально создаваемым магнитным полем. Особенностью токамака является использование электрического тока, протекающего через плазму для создания полоидального поля, необходимого для равновесия плазмы. Этим он отличается от стелларатора, в котором и тороидальное и полоидальное поле создается с помощью магнитных катушек.

Для того, чтобы реактор ITER стал реальностью потребуется несколько сотен тонн стали со сверх свойствами. Сталей способных выдерживать температуры, существующие вокруг зоны термоядерной реакции, до недавнего времени просто не существовало. В октябре 2008 года было официально объявлено о том, что задача разработки сверх стали решена. Эта работа была доверена одному из ведущих исследовательских центров Департамента Энергетики США - Oak Ridge National Laboratory (шт. Теннеси). Работу возглавил Jeremy Busby.

На фото: Jeremy Busby ( руководитель работ) проводит опыт с новой сталью (Источник: DOE/Oak Ridge National Laboratory)

В интервью для официального сайта лаборатории г-н Busby не раскрывает секретов создания сверх стали. Известно лишь, что усилия ученых были направлены на совершенствование микроструктуры стали с целью повышения ее сопротивляемости излому и растяжению, улучшения коррозионной стойкости и радиационной непроницаемости.

Г-н Busby признается, что добиться успеха ученым помогли современные методы моделирования и мощнейший вычислительный центр Oak Ridge National Laboratory (в лаборатории установлен самый быстрый научный суперкомпьютер в мире).

Касаясь вопроса дальнейшего совершенствования технологии, г-н Busby сказал: «Проектом ITER предусмотрено, что Соединенные Штаты должны поставить около 100 сверхпрочных металлических защитных экранов, весом 3-4 тонны каждый. Экраны крайне сложны в изготовлении, они имеют столько отверстий различного назначения, что при их выполнении теряется до 30% веса заготовки. Чтобы упростить и ускорить изготовление экранов, мы планируем использовать литье. При литье можно было бы получать экраны необходимой формы с готовыми отверстиями. Однако, литые детали обладают меньшей прочностью. Чтобы это предотвратить, мы пытаемся усовершенствовать процесс. Применение литья и отказ от механической обработки заготовок, по предварительным оценкам, удешевят экраны на 20-40%, что составит значительную сумму».

Справка:

Ядерные реакции синтеза легких элементов – источник энергии Солнца, потенциальная энергетическая возможность человечества в условиях стоящих перед ним энергетических вызовов.

Проблема овладения энергией реакции синтеза в мирных целях получила название Управляемый термоядерный синтез. Наиболее доступной (в смысле осуществимости) является реакция слияния (синтеза) ядер изотопов водорода – дейтерия и трития.

В земных условиях для энергетически выгодной термоядерной реакции топливо (дейтерий и тритий) должно быть нагрето до температуры превышающей температуру недр Солнца в 5 раз. При этом смесь дейтерия и трития превращается в полностью ионизированную высокотемпературную плазму, состоящую из положительно заряженных ядер дейтерия и трития и электронов.

Дейтерий содержится в обычной воде и технология его получения из воды хорошо отработана. Тритий практически отсутствует на Земле, но его можно получить, если нейтрон провзаимодействует с литием (Li6), введенном в состав теплоносителя.

Таким образом, в конечном итоге топливом для термоядерного реактора является дейтерий и литий.

Достоинства термоядерной энергетики:

• неограниченные запасы топлива;
• экологически безопасные технологии;
• возможность размещения реактора в любом месте (отсутствие привязки к конкретному месту).

Источник: буклет "Международный Проект ИТЭР"

12:21, 25 Апреля 24 Модель ученых Пермского Политеха повысит безопасность и эффективность разработки месторождений дальше..		12:16, 25 Апреля 24 Готовь сети летом: «Екатеринбурггаз» ведет подготовку объектов газоснабжения к эксплуатации в зимних условиях дальше..
12:13, 25 Апреля 24 На шахту «Денисовская» поставлена новая техника дальше..		10:07, 25 Апреля 24 Сельскохозяйственная техника — перспективное направление для расширения применения газомоторного топлива дальше..
09:40, 25 Апреля 24 Морской терминал КТК под Новороссийском отгрузил 21,1 млн тонн нефти дальше..		09:33, 25 Апреля 24 «Россети Ленэнерго» модернизировали энергообъекты в Ломоносовском районе Ленобласти дальше..
09:24, 25 Апреля 24 Минэнерго Казахстана разработало проект концепции развития водородной энергетики до 2040 года дальше..		09:17, 25 Апреля 24 Ростехнадзор утвердил декларацию безопасности ГТС золошлакоотвала Костромской ТЭЦ-1 дальше..
09:04, 25 Апреля 24 Дачный проспект в Санкт-Петербурге осветят новые фонари дальше..		08:49, 25 Апреля 24 TotalEnergies увеличивает свою долю в гигантском месторождении Мохо в Конго дальше..
08:39, 25 Апреля 24 В САР на острове Русский в Приморье зарегистрировались 100 компаний с общим объемом активов более 5,5 трлн рублей дальше..		08:29, 25 Апреля 24 Дягилевская ТЭЦ перешла на летний режим работы дальше..
08:25, 25 Апреля 24 «ЭЛСИБ» в 2024 году введет в эксплуатацию порядка 20 единиц нового оборудования дальше..		08:20, 25 Апреля 24 «Т Плюс» заменит около 4 км изношенных магистральных теплотрасс в Ижевске дальше..
07:53, 25 Апреля 24 Системный оператор прогнозирует ежегодный рост электропотребления на Кубани около 3% дальше..		07:42, 25 Апреля 24 Запорожская АЭС перевела энергоблок №4 в «холодный останов» в штатном режиме дальше..
07:32, 25 Апреля 24 Стоимость ремонтной кампании на Комсомольской ТЭЦ-3 превысит 600 млн рублей дальше..		07:26, 25 Апреля 24 На параметрической скважине Заозерная №1 в ХМАО-Югре получен приток нефти дальше..
07:21, 25 Апреля 24 «Нижнекамскнефтехим» планирует запустить установку гексена в 2025 году дальше..		07:17, 25 Апреля 24 Молодые специалисты из России и Белоруссии обсудили применение искусственного интеллекта в атомной отрасли дальше..
07:06, 25 Апреля 24 В Санкт-Петербурге наградили победителей олимпиады «Мастерская профессионалов» дальше..		07:01, 25 Апреля 24 «РН-Ванкор» сохраняет национальную культуру коренных народов Таймыра дальше..
06:59, 25 Апреля 24 «Черномортранснефть» потушила условный пожар на ЛПДС «Тихорецкая» дальше..		06:54, 25 Апреля 24 Экономический эффект от реализации программы энергосбережения «Самотлорнефтегаза» составил 1,9 млрд рублей дальше..
06:32, 25 Апреля 24 Александр Новак провел совещание по мерам безопасности в угольной отрасли дальше..		06:24, 25 Апреля 24 В Мариуполе капитально ремонтируют котельную мощностью 24 МВт дальше..
06:14, 25 Апреля 24 Уровень импортозамещения оборудования и материалов в ТЭК Санкт-Петербурга составляет почти 100% дальше..		05:47, 25 Апреля 24 ИПЕМ прогнозирует дальнейший рост перекрёстного субсидирования в электроэнергетике дальше..
05:44, 25 Апреля 24 ДРСК выявляет случаи самовольного подключения к электросетям в Приморье дальше..