Бид нарыг хайрцганд хийнэ гэж ярьдаг. Санаа нь хөөрхөн. Асуудал нь бид яаж хийхээ мэдэхгүй байна хийххайрцаг.

Пьер-Жил де Женнес
Францын Нобелийн шагналтан

Бүх электрон төхөөрөмж, машинууд эрчим хүч шаарддаг бөгөөд хүн төрөлхтөн үүнийг их хэмжээгээр хэрэглэдэг. Гэвч чулуужсан түлш дуусч байгаа бөгөөд өөр эрчим хүч хараахан хангалттай үр дүнтэй биш байна.
Бүх шаардлагад тохирсон эрчим хүчийг олж авах арга байдаг - Термоядролын нэгдэл. Термо урвал цөмийн нэгдэл(устөрөгчийг гелий болгон хувиргах, энерги ялгаруулах) наранд байнга тохиолддог бөгөөд энэ үйл явц нь гаригийг энерги хэлбэрээр өгдөг. нарны цацраг. Та зүгээр л үүнийг дэлхий дээр, бага хэмжээгээр дуурайх хэрэгтэй. Өндөр даралт, маш өндөр температурыг (нарнаас 10 дахин их) хангахад хангалттай бөгөөд хайлуулах урвал эхэлнэ. Ийм нөхцлийг бүрдүүлэхийн тулд термоядролын реактор барих хэрэгтэй. Энэ нь дэлхий дээрх илүү их нөөцийг ашиглаж, ердийн атомын цахилгаан станцуудаас илүү аюулгүй, илүү хүчтэй байх болно. 40 гаруй жил барих гэж оролдсон, туршилт хийсэн. IN өнгөрсөн жилПрототипүүдийн аль нэг дээр зарцуулсанаас илүү их энерги авах боломжтой байв. Энэ чиглэлийн хамгийн амбицтай төслүүдийг доор үзүүлэв.

Засгийн газрын төслүүд

Сүүлийн үед олон нийтийн анхаарлыг өөр нэг термоядролын реакторын загвар болох Wendelstein 7-X одны төхөөрөмж (токамак болох ITER-ээс илүү дотоод бүтцээрээ илүү нарийн төвөгтэй) өгсөн. Германы эрдэмтэд ердөө 1 тэрбум доллар зарцуулсны эцэст 2015 он гэхэд реакторын жижигрүүлсэн загварчлалыг 9 жилийн хугацаанд бүтээжээ. Хэрэв энэ нь сайн үр дүнг үзүүлбэл илүү том хувилбарыг бүтээх болно.

Францын MegaJoule Laser нь дэлхийн хамгийн хүчирхэг лазер болох бөгөөд лазерын үндсэн дээр хайлуулах реактор барих аргыг ахиулах оролдлого хийх болно. Францын суурилуулалтыг 2018 онд ашиглалтад оруулахаар төлөвлөж байна.

NIF (Үндэсний гал асаах байгууламж) нь АНУ-д 12 жилийн хугацаанд 2012 он гэхэд 4 тэрбум доллараар баригдсан. Тэд энэ технологийг туршиж, дараа нь тэр даруй реактор барина гэж найдаж байсан боловч Википедиагийн мэдээлснээр бол томоохон ажил хийх шаардлагатай болсон. системхэзээ нэгэн цагт гал авалцах болно. Үүний үр дүнд томоохон төлөвлөгөөнүүд цуцлагдаж, эрдэмтэд лазерыг аажмаар сайжруулж эхлэв. Эцсийн асуудал бол эрчим хүчний дамжуулалтын үр ашгийг 7% -иас 15% хүртэл нэмэгдүүлэх явдал юм. Үгүй бол синтезийг бий болгох энэ аргыг Конгрессоос санхүүжүүлэхээ больж магадгүй юм.

2015 оны сүүлээр Саров хотод дэлхийн хамгийн хүчирхэг лазер суурилуулалтын барилгын ажил эхэлсэн. Энэ нь одоогийн Америк болон ирээдүйн Францынхаас илүү хүчирхэг байх бөгөөд реакторын "лазер" хувилбарыг барихад шаардлагатай туршилтуудыг хийх боломжтой болно. 2020 онд барилгын ажил дуусна.

АНУ-д байрладаг MagLIF хайлуулах лазер нь термоядролыг нэгтгэх аргуудын дунд харанхуй морь гэж тооцогддог. Саяхан энэ арга нь хүлээгдэж байснаас илүү үр дүнг харуулсан боловч хүчийг 1000 дахин нэмэгдүүлэх шаардлагатай хэвээр байна. Одоогоор лазерыг сайжруулж байгаа бөгөөд 2018 он гэхэд эрдэмтэд зарцуулсан эрчим хүчээ авах болно гэж найдаж байна. Амжилттай бол илүү том хувилбарыг бүтээх болно.

ОХУ-ын Цөмийн физикийн хүрээлэн АНУ-ын 90-ээд онд орхисон "нээлттэй урхи" аргыг тууштай туршиж үзсэн. Үүний үр дүнд энэ аргын хувьд боломжгүй гэж үзсэн үзүүлэлтүүдийг олж авсан. BINP-ийн эрдэмтэд тэдний суурилуулалт одоо Германы Wendelstein 7-X (Q=0.1) түвшинд байгаа боловч хямд байна гэж үзэж байна. Одоо тэд 3 тэрбум рублийн шинэ суурилуулалтыг барьж байна

Курчатовын хүрээлэнгийн дарга Орост гал асаах жижиг термоядролын реактор барих төлөвлөгөөг байнга сануулдаг. Төлөвлөгөөний дагуу бага ч гэсэн ITER шиг үр дүнтэй байх ёстой. Барилга нь 3 жилийн өмнө эхлэх ёстой байсан ч шинжлэх ухааны томоохон төслүүдэд ийм нөхцөл байдал ажиглагдаж байна.

2016 оны эхээр Хятадын токамак EAST 50 сая градусын температурт хүрч, 102 секундын турш барьж чадсан. Асар том реактор, лазерын бүтээн байгуулалт эхлэхээс өмнө термоядролын нэгдлийн тухай бүх мэдээ ийм байсан. Энэ бол улам өндөр температурыг хэн удаан барьж чадах вэ гэсэн эрдэмтдийн дундах өрсөлдөөн гэж хэн нэгэн бодож магадгүй. Цусны сийвэнгийн температур өндөр байх тусам түүнийг удаан хадгалах боломжтой бол бид нэгдэх урвалын эхлэлд ойртоно. Дэлхий дээр ийм олон арван суурилуулалт байдаг, хэд хэдэн () () баригдаж байгаа тул EAST рекорд удахгүй эвдэгдэх болно. Үндсэндээ эдгээр жижиг реакторууд нь ITER-д илгээгдэхээсээ өмнө зөвхөн тоног төхөөрөмжийг турших явдал юм.

Lockheed Martin 2015 онд хайлуулах эрчим хүчний нээлтийг зарласан бөгөөд энэ нь тэдэнд 10 жилийн дотор жижиг, хөдөлгөөнт хайлуулах реактор барих боломжийг олгоно. 2040 он хүртэл маш том, огтхон ч биш хөдөлгөөнт арилжааны реакторууд ч төлөвлөгдөөгүй байсан тул корпорацийн мэдэгдэл эргэлзээтэй хүлээж авсан. Гэхдээ компани асар их нөөцтэй болохоор хэн мэдлээ. Прототипийг 2020 онд гаргахаар төлөвлөж байна.

Цахиурын хөндийн алдартай стартап Helion Energy нь термоядролыг нэгтгэх өөрийн өвөрмөц төлөвлөгөөтэй. Тус компани 10 сая гаруй доллар цуглуулсан бөгөөд 2019 он гэхэд прототипийг бүтээхээр төлөвлөж байна.

Бага зэрэг нэртэй стартап Tri Alpha Energy саяхан хайлуулах аргыг сурталчлах чиглэлээр гайхалтай үр дүнд хүрсэн (онолчид нэгдэх аргад хүрэх 100 гаруй онолын аргыг боловсруулсан. Токамак бол хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн алдартай нь). Мөн тус компани 100 гаруй сая ам.долларын хөрөнгө оруулагчдын хөрөнгө босгосон.

Канадын “General Fusion” стартапын реакторын төсөл нь бусдаасаа илүү ялгаатай ч бүтээгчид үүнд итгэлтэй байгаа бөгөөд 2020 он гэхэд реакторыг барихын тулд 10 жилийн дотор 100 гаруй сая ам.доллар цуглуулсан байна.

Их Британийн “First light” стартап нь 2014 онд байгуулагдсан хамгийн хүртээмжтэй вэбсайттай бөгөөд бага зардлаар цөмийн хайлалтыг бий болгохын тулд шинжлэх ухааны хамгийн сүүлийн үеийн мэдээллийг ашиглах төлөвлөгөөгөө зарлав.

Массачусетсийн Технологийн Технологийн Технологийн Эрдэмтэд авсаархан хайлуулах реакторын тухай өгүүлсэн нийтлэл бичжээ. Тэд аварга том токамак барьж эхэлсний дараа бий болсон шинэ технологид найдаж, 10 жилийн дараа төслийг дуусгана гэж амлаж байна. Тэднийг барилгын ажлыг эхлүүлэх ногоон гэрэл асаах эсэх нь одоогоор тодорхойгүй байна. Зөвшөөрсөн ч сэтгүүлд гарсан нийтлэл нь гарааны бизнесээс ч эрт үе шат юм

Цөмийн нэгдэл нь олон нийтийн санхүүжилт хийхэд хамгийн тохиромжтой салбар байж магадгүй юм. Гэхдээ түүний тусламжтайгаар, мөн НАСА-гийн санхүүжилтээр Lawrenceville Plasma Physics компани реакторынхоо анхны загварыг бүтээх гэж байна. Одоо хэрэгжиж буй бүх төслүүдээс энэ нь луйвар мэт харагдаж байгаа ч энэ том ажилд хэрэгтэй зүйл авчрах болов уу, хэн мэдлээ.

ITER нь зөвхөн анхны арилжааны хайлуулах реактор болох бүрэн хэмжээний DEMO суурилуулалтыг барих прототип байх болно. Түүнийг 2044 онд хөөргөхөөр төлөвлөж байгаа бөгөөд энэ нь өөдрөг таамаг хэвээр байна.

Гэхдээ дараагийн шатны төлөвлөгөө бий. Эрлийз термоядролын реактор нь атомын задрал (ердийн атомын цахилгаан станц гэх мэт) болон хайлуулах хоёрын аль алинаас нь эрчим хүч авах болно. Энэ тохиргоонд эрчим хүч нь 10 дахин их байж болох ч аюулгүй байдал нь бага байдаг. Хятад улс 2030 он гэхэд анхны загвараа бүтээнэ гэж найдаж байгаа ч энэ нь дотоод шаталтат хөдөлгүүрийг бүтээхээс өмнө эрлийз машин бүтээх оролдлоготой адил зүйл гэж шинжээчид үзэж байна.

Доод шугам

Дэлхийд эрчим хүчний шинэ эх үүсвэр авчрах хүсэлтэй хүмүүс цөөрөхгүй. Хамгийн сайн боломж ITER төсөл нь цар хүрээ, санхүүжилтийг нь харгалзан үздэг боловч бусад аргууд, түүнчлэн хувийн төслүүдэд хөнгөлөлт үзүүлэх ёсгүй. Эрдэмтэд хайлуулах урвалыг явуулахын тулд олон арван жилийн турш ажилласан. Харин одоо урьд өмнөхөөсөө илүү олон тооны термоядролын урвалд хүрэх төслүүд бий болсон. Тэд тус бүр амжилтгүй болсон ч шинэ оролдлого хийх болно. Бид нарны бяцхан хувилбарыг дэлхий дээр гэрэлтүүлэх хүртэл амарна гэдэг юу л бол.

Шошго: шошго нэмэх

Өнөөдөр олон орон термоядролын судалгаанд оролцож байна. Тэргүүлэгч нь Европын холбоо, АНУ, Орос, Япон байгаа бол Хятад, Бразил, Канад, Солонгос зэрэг орнуудад хөтөлбөрүүд хурдацтай өргөжиж байна. Эхлээд АНУ, ЗСБНХУ-ын термоядролын реакторууд бүтээн байгуулалттай холбоотой байв цөмийн зэвсэг 1958 онд Женевт болсон Энх тайвны төлөөх атомын бага хурал хүртэл нууц хэвээр үлджээ. ЗХУ-ын токамак байгуулагдсаны дараа 1970-аад онд цөмийн хайлуулах судалгаа "том шинжлэх ухаан" болсон. Гэвч төхөөрөмжүүдийн өртөг, нарийн төвөгтэй байдал нь олон улсын хамтын ажиллагаа урагшлах цорын ганц арга зам болсон болтлоо нэмэгджээ.

Дэлхий дээрх термоядролын реакторууд

1970-аад оноос хойш хайлуулах энергийн арилжааны хэрэглээ тасралтгүй 40 жилээр хойшлогдож байна. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд энэ хугацааг богиносгох боломжийг олгосон олон зүйл тохиолдсон.

Европын JET, Британийн MAST, АНУ-ын Принстон дахь TFTR туршилтын хайлуулах реактор зэрэг хэд хэдэн токамак баригдсан. Францын Кадараш хотод олон улсын ITER төсөл одоогоор баригдаж байна. Энэ нь 2020 онд үйл ажиллагаагаа явуулж эхлэхэд хамгийн том токамак болно. 2030 онд Хятад улс CFETR-ийг барьж, ITER-ийг давах болно. Үүний зэрэгцээ Хятад улс туршилтын хэт дамжуулагч токамак EAST дээр судалгаа хийж байна.

Өөр нэг төрлийн хайлуулах реактор болох стеллаторууд нь судлаачдын дунд түгээмэл байдаг. Хамгийн том хүмүүсийн нэг болох LHD нь 1998 онд Японы үндэсний хүрээлэнд ажиллаж эхэлсэн. Энэ нь сийвэнгийн хоригийн хамгийн сайн соронзон тохиргоог олоход хэрэглэгддэг. Германы Макс Планкийн хүрээлэн 1988-2002 оны хооронд Гарчингийн Wendelstein 7-AS реакторт судалгаа хийж байсан бөгөөд одоогоор Wendelstein 7-X реакторын бүтээн байгуулалт нь 19 гаруй жил үргэлжилсэн. Өөр нэг TJII стларатор Испанийн Мадрид хотод ажиллаж байна. АНУ-д 1951 онд энэ төрлийн анхны хайлуулах реакторыг барьсан Принстоны лаборатори (PPPL) зардал хэтэрсэн, санхүүжилтгүйн улмаас 2008 онд NCSX-ийн барилгын ажлыг зогсоосон.

Үүнээс гадна инерцийн хайлуулах судалгаанд ихээхэн ахиц дэвшил гарсан. Ливерморын үндэсний лабораторид (LLNL) 7 тэрбум ам.долларын өртөгтэй Үндэсний гал асаах байгууламж (NIF)-ийн бүтээн байгуулалтыг 2009 оны 3-р сард Цөмийн аюулгүй байдлын үндэсний газраас санхүүжүүлж дуусгасан. Францын Лазер Мегажул (LMJ) 2014 оны 10-р сард ашиглалтад орсон. Цөмийн хайлуулах реакторууд нь цөмийн хайлуулах урвалыг эхлүүлэхийн тулд хэдхэн миллиметр хэмжээтэй бай руу секундын хэдэн тэрбумын дотор 2 сая жоуль гэрлийн энергийг дамжуулдаг лазерыг ашигладаг. NIF болон LMJ-ийн үндсэн зорилго нь үндэсний цэргийн цөмийн хөтөлбөрийг дэмжих судалгаа юм.

ITER

1985 онд Зөвлөлт Холбоот Улсдараагийн үеийн токамакийг Европ, Япон, АНУ-тай хамтран барихыг санал болгов. Уг ажлыг ОУАЭХА-ийн ивээл дор хийсэн. 1988-1990 оны хооронд олон улсын термоядролын туршилтын ITER реакторын анхны загварууд нь латинаар "зам" эсвэл "аялал" гэсэн утгатай бөгөөд хайлмал нь шингээж авахаас илүү их энерги гаргаж чадна гэдгийг батлах зорилгоор бүтээгдсэн. Канад, Казахстан улсууд мөн оролцож, Евратом, ОХУ-ын зуучлалаар оролцов.

Зургаан жилийн дараа ITER-ийн зөвлөл 6 тэрбум долларын өртөгтэй физик, технологид суурилсан анхны цогц реакторын загварыг батлав. Дараа нь АНУ консорциумаас гарсан нь зардлыг хоёр дахин бууруулж, төслөө өөрчлөхөд хүргэсэн. Үүний үр дүнд ITER-FEAT нь 3 тэрбум долларын өртөгтэй боловч бие даан хариу үйлдэл үзүүлж, эрчим хүчний эерэг тэнцвэрт байдалд хүрдэг.

2003 онд АНУ консорциумд дахин нэгдэж, Хятад улс оролцох хүсэлтэй байгаагаа зарлав. Үүний үр дүнд 2005 оны дундуур түншүүд Францын өмнөд хэсэгт орших Кадараш хотод ITER барихаар тохиролцов. ЕХ болон Франц 12.8 тэрбум еврогийн тал хувийг оруулсан бол Япон, Хятад, Өмнөд Солонгос, АНУ, Орос - тус бүр 10%. Япон өндөр технологийн эд ангиудыг хангаж, материалыг турших зориулалттай IFMIF-ийн 1 тэрбум еврогийн байгууламжийг засварлаж, дараагийн туршилтын реакторыг барих эрхтэй болсон. ITER-ийн нийт зардалд 10 жилийн барилгын ажлын хагас, 20 жилийн ашиглалтын зардлын тал нь багтсан болно. Энэтхэг улс 2005 оны сүүлээр ITER-ийн долоо дахь гишүүн болсон.

Соронзыг идэвхжүүлэхгүйн тулд устөрөгчийг ашиглан туршилтыг 2018 онд эхлүүлэхээр төлөвлөж байна. D-T ашиглах 2026 оноос өмнө цусны сийвэн үүсэх төлөвтэй байна.

ITER-ийн зорилго нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхгүйгээр 50 МВт-аас бага орцын хүчийг ашиглан 500 МВт (хамгийн багадаа 400 секунд) үйлдвэрлэх явдал юм.

Демогийн хоёр гигаваттын цахилгаан станц нь томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийг тасралтгүй явуулах болно. Демогийн концепцийн зураг төсөл 2017 он гэхэд дуусч, барилгын ажил 2024 онд эхэлнэ. 2033 онд хөөргөх болно.

JET

1978 онд ЕХ (Евратом, Швед, Швейцарь) Европын хамтарсан JET төслийг Их Британид эхлүүлсэн. JET бол өнөөдөр дэлхийн хамгийн том үйл ажиллагаа явуулж буй токамак юм. Үүнтэй ижил төстэй JT-60 реактор нь Японы үндэсний Fusion институтэд ажилладаг боловч зөвхөн JET л дейтерий-тритиум түлш ашиглах боломжтой.

Уг реакторыг 1983 онд эхлүүлсэн бөгөөд 1991 оны 11-р сард 16 МВт чадалтай, нэг секундэд 5 МВт тогтвортой чадалтай, хяналттай термоядролын хайлуулж чадсан анхны туршилт болсон юм. Халаалтын янз бүрийн схем болон бусад техникийг судлахын тулд олон туршилт хийсэн.

JET-ийн цаашдын сайжруулалт нь түүний хүчийг нэмэгдүүлэх явдал юм. MAST компакт реакторыг JET-тэй хамтран боловсруулж байгаа бөгөөд ITER төслийн нэг хэсэг юм.

K-STAR

K-STAR бол 2008 оны дундуур анхны плазмаа үйлдвэрлэсэн Дэжон дахь Үндэсний Fusion Судалгааны Хүрээлэнгийн (NFRI) Солонгосын супер дамжуулагч токамак юм. Олон улсын хамтын ажиллагааны үр дүн болсон ITER. 1.8 м-ийн радиустай Токамак нь Nb3Sn хэт дамжуулагч соронзыг ашигласан анхны реактор бөгөөд ITER-д төлөвлөсөнтэй адил юм. 2012 он гэхэд дуусгавар болсон эхний үе шатанд K-STAR нь үндсэн технологиудын амьдрах чадварыг нотолж, плазмын импульсийн 20 секунд хүртэл үргэлжлэх ёстой байв. Хоёр дахь шатанд (2013-2017) H горимд 300 секунд хүртэлх урт импульсийг судалж, өндөр хүчин чадалтай AT горимд шилжих шинэчлэгдэж байна. Гурав дахь үе шатны (2018-2023) зорилго нь урт хугацааны импульсийн горимд өндөр бүтээмж, үр ашгийг бий болгох явдал юм. 4-р шатанд (2023-2025 он) DEMO технологийг туршина. Төхөөрөмж нь тритиум болон D-T түлшашигладаггүй.

K-DEMO

АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Принстоны плазмын физикийн лаборатори (PPPL) болон Өмнөд Солонгосын NFRI-тай хамтран бүтээсэн K-DEMO нь ITER-ээс гадна арилжааны реакторын хөгжлийн дараагийн алхам болох зорилготой бөгөөд эрчим хүч үйлдвэрлэх чадвартай анхны цахилгаан станц байх болно. цахилгаан сүлжээ, тухайлбал хэдэн долоо хоногийн дотор 1 сая кВт. Энэ нь 6.65 м диаметртэй байх ба DEMO төслийн хүрээнд бүтээгдсэн нөхөн үржихүйн бүсийн модультай байх юм. Солонгосын Боловсрол, шинжлэх ухаан, технологийн яам үүнд нэг их наяд орчим солонгос вон буюу 941 сая ам.долларын хөрөнгө оруулалт хийхээр төлөвлөж байна.

ЗҮҮН

Хэфэй дэх Хятадын Физикийн хүрээлэнгийн Хятадын Туршилтын дэвшилтэт хэт дамжуулагч Токамак (EAST) нь устөрөгчийн плазмыг 50 сая хэмийн температурт бүтээж, 102 секундын турш хадгалжээ.

TFTR

Америкийн PPPL лабораторид TFTR туршилтын хайлуулах реактор 1982-1997 он хүртэл ажиллаж байсан. 1993 оны 12-р сард TFTR нь дейтерий-тритий плазмын өргөн хэмжээний туршилт хийсэн анхны соронзон токамак болсон. IN дараа жилУг реактор нь тухайн үеийн 10.7 МВт-ын хяналттай эрчим хүч үйлдвэрлэж, 1995 онд 510 сая С-ийн температурын дээд амжилтыг тогтоожээ. Гэсэн хэдий ч уг байгууламж нь хайлуулах эрчим хүчийг эвдэх зорилгодоо хүрч чадаагүй ч техник хангамжийн дизайны зорилгыг амжилттай биелүүлж, ITER-ийн хөгжилд чухал хувь нэмэр оруулсан.

LHD

Гифу мужийн Токи дахь Японы үндэсний нэгдлийн хүрээлэнгийн LHD нь дэлхийн хамгийн том од байв. Хайлуулах реактор нь 1998 онд ашиглалтад орсон бөгөөд бусад томоохон байгууламжуудтай харьцуулахуйц плазмын хордлогын шинж чанарыг харуулсан. 13.5 кВ (ойролцоогоор 160 сая ° C) ионы температур, 1.44 MJ энергитэй болсон.

Wendelstein 7-X

2015 оны сүүлээр эхэлсэн туршилтын жилийн дараа гелийн температур богино хугацаанд 1 сая °C хүрчээ. 2016 онд 2 МВт чадалтай устөрөгчийн плазмын хайлуулах реактор секундын дөрөвний нэгийн дотор 80 сая °C температурт хүрсэн. W7-X нь дэлхийн хамгийн том од бөгөөд 30 минутын турш тасралтгүй ажиллахаар төлөвлөж байна. Реакторын өртөг нэг тэрбум евро байв.

NIF

Ливерморын үндэсний лабораторид (LLNL) Үндэсний гал асаах байгууламж (NIF) 2009 оны 3-р сард баригдаж дууссан. NIF нь 192 лазерын цацрагийг ашиглан өмнөх лазерын системээс 60 дахин их энерги төвлөрүүлэх чадвартай.

Хүйтэн хайлуулах

1989 оны 3-р сард Америкийн хоёр судлаач Стэнли Понс, Британийн Мартин Флейшман нар өрөөний температурт ажилладаг энгийн ширээний хүйтэн хайлуулах реакторыг хөөргөснөө зарлав. Уг процесс нь дейтерийн цөмийг өндөр нягтралтайгаар төвлөрүүлсэн палладийн электродуудыг ашиглан хүнд усыг электролизээр хийсэн. Судлаачдын үзэж байгаагаар энэ нь зөвхөн цөмийн процессоор тайлбарлагдахуйц дулаан үйлдвэрлэсэн бөгөөд гели, тритиум, нейтрон зэрэг хайлмал бүтээгдэхүүнүүд байсан. Гэсэн хэдий ч бусад туршилтчид энэ туршилтыг давтаж чадаагүй юм. Шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн ихэнх нь хүйтэн хайлуулах реакторууд бодитой гэдэгт итгэдэггүй.

Бага эрчим хүчний цөмийн урвал

"Хүйтэн нэгдэл" гэсэн мэдэгдлүүдийн дагуу эхлүүлсэн судалгаа нь бага эрчим хүчний салбарт зарим эмпирик дэмжлэгтэйгээр үргэлжилсэн боловч нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн шинжлэх ухааны тайлбар байхгүй байна. Цөмийн сул харилцан үйлчлэлийг нейтроныг бий болгох, барихад ашигладаг (мөн тэдгээрийг нэгтгэх шиг хүчирхэг хүч биш). Туршилт нь устөрөгч эсвэл дейтерийг катализаторын давхаргаар дамжуулж, металлтай урвалд оруулдаг. Эрдэмтэд эрчим хүчний ялгаралт ажиглагдаж байгааг мэдээлж байна. Гол практик жишээ бол устөрөгчийн никель нунтагтай харилцан үйлчлэлцэж, ямар ч химийн урвал үүсгэж чадахаас илүү их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.

Саяхан Москвагийн Физик технологийн дээд сургуульд ITER төслийн Оросын танилцуулга болж, энэ хүрээнд токамак зарчмаар ажилладаг термоядролын реактор бүтээхээр төлөвлөж байна. Энэхүү объектыг бүтээхэд олон улсын төсөл болон Оросын физикчдийн оролцооны талаар Оросын хэсэг эрдэмтэд ярьжээ. Lenta.ru ITER-ийн танилцуулгад оролцож, төслийн оролцогчдын нэгтэй ярилцав.

ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) нь энх тайван, арилжааны зорилгоор цаашид ашиглах зорилгоор термоядролын технологийг үзүүлэх, судлах боломжийг олгодог термоядролын реакторын төсөл юм. Хяналттай термоядролын нэгдэл нь ирээдүйн эрчим хүч болж, орчин үеийн хий, газрын тос, нүүрсийг орлуулах боломжтой гэж төслийг бүтээгчид үзэж байна. Ердийн эрчим хүчтэй харьцуулахад ITER технологийн аюулгүй байдал, байгаль орчинд ээлтэй, хүртээмжтэй байдлыг судлаачид тэмдэглэж байна. Төслийн нарийн төвөгтэй байдал нь Том Адрон Коллайдертай харьцуулах боломжтой; Реакторын суурилуулалт нь арав гаруй сая бүтцийн элементүүдийг агуулдаг.

ITER-ийн тухай

Токамак торойд соронз нь 80 мянган километр хэт дамжуулагч утас шаарддаг; Тэдний нийт жин 400 тонн хүрдэг. Реактор өөрөө ойролцоогоор 23 мянган тонн жинтэй. Харьцуулбал Парисын Эйфелийн цамхагийн жин ердөө 7.3 мянган тонн. Токамак дахь плазмын эзэлхүүн 840 шоо метр хүрэх бөгөөд жишээлбэл, Их Британид ажиллаж байгаа энэ төрлийн хамгийн том реактор болох JET-ийн хэмжээ зуун шоо метртэй тэнцэнэ.

Токамакийн өндөр нь 73 метр байх ба үүнээс 60 метр нь газрын гадаргаас дээш, 13 метр нь доор байх аж. Харьцуулбал Москвагийн Кремлийн Спасская цамхагийн өндөр нь 71 метр юм. Гол реакторын платформ нь 42 га талбайг хамрах бөгөөд энэ нь 60 хөлбөмбөгийн талбайтай харьцуулах боломжтой юм. Токамакийн плазмын температур 150 сая хэмд хүрч, нарны төвийн температураас арав дахин өндөр байна.

2010 оны хоёрдугаар хагаст ITER-ийн барилгын ажилд таван мянга хүртэлх хүнийг нэгэн зэрэг оролцуулахаар төлөвлөж байна - үүнд ажилчид, инженерүүд, захиргааны ажилтнууд багтана. ITER-ийн ихэнх эд ангиудыг Газар дундын тэнгисийн ойролцоох боомтоос 104 км урт тусгайлан барьсан замаар тээвэрлэнэ. Тодруулбал, угсралтын хамгийн хүнд фрагментийг түүний дагуу тээвэрлэх бөгөөд жин нь 900 гаруй тонн, урт нь арав орчим метр байх болно. ИТЕР-ийн байгууламжийн барилгын талбайгаас 2.5 сая гаруй шоо метр шороог хуулна.

Зураг төсөл, барилгын ажлын нийт өртөг нь 13 тэрбум еврогоор үнэлэгддэг. Эдгээр хөрөнгийг 35 орны эрх ашгийг төлөөлсөн төслийн гол долоон оролцогч хуваарилдаг. Харьцуулбал, Том Адрон Коллайдерыг барих, засвар үйлчилгээ хийхэд шаардагдах нийт зардал бараг хоёр дахин бага, Олон улсын сансрын станцыг барьж, засварлахад бараг нэг хагас дахин их зардал гардаг.

Токамак

Өнөөдөр дэлхий дээр термоядролын реакторын хоёр ирээдүйтэй төсөл байдаг: токамак ( Тэрродаль ка-аар хэмжинэ ээжялзарсан рууатушки) болон оддын дүр. Хоёр суурилуулалтад плазмыг агуулна соронзон орон, гэхдээ токамакт энэ нь цахилгаан гүйдэл дамждаг тороид утас хэлбэртэй байдаг бол одны төхөөрөмжид соронзон орон нь гадны ороомогоор өдөөгддөг. Термоядролын реакторуудад хүнд цөмийн задралын үйл явц эхэлдэг ердийн реакторуудаас ялгаатай нь хөнгөн элементүүдээс (устөрөгчийн изотопуудаас гели - дейтерий ба тритий) нийлэгжих урвал явагддаг.

Фото: "Курчатовын хүрээлэн" үндэсний судалгааны төв / nrcki.ru

Токамак дахь цахилгаан гүйдлийг мөн плазмыг 30 сая орчим градусын температурт халаахад ашигладаг; цаашдын халаалтыг тусгай төхөөрөмжөөр гүйцэтгэдэг.

Токамакийн онолын загварыг 1951 онд Зөвлөлтийн физикч Андрей Сахаров, Игорь Тамм нар санал болгосон бөгөөд анхны суурилуулалтыг ЗХУ-д 1954 онд барьжээ. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд плазмыг удаан хугацаанд тогтвортой байдалд байлгаж чадаагүй бөгөөд 1960-аад оны дундуур дэлхий токамак дээр суурилсан хяналттай термоядролын нэгдэл боломжгүй гэдэгт итгэлтэй байв.

Гэвч ердөө гурван жилийн дараа Лев Арцимовичийн удирдлаган дор Курчатовын Атомын энергийн хүрээлэнгийн Т-3 суурилуулалтад плазмыг таван сая хэмээс дээш температурт халааж, богино хугацаанд барих боломжтой болсон. цаг хугацаа; Туршилтанд оролцсон Их Британийн эрдэмтэд төхөөрөмж дээрээ арван сая орчим градусын температурыг тэмдэглэжээ. Үүний дараа дэлхий дээр жинхэнэ токамакийн өсөлт эхэлсэн бөгөөд ингэснээр дэлхий дээр 300 орчим суурилуулалт баригдсан бөгөөд тэдгээрийн хамгийн том нь Европ, Япон, АНУ, Орост байрладаг.

Зураг: Rfassbind/ wikipedia.org

ITER менежмент

ITER 5-10 жилийн дараа ашиглалтад орно гэсэн итгэлийн үндэс нь юу вэ? Практик болон онолын ямар бүтээн байгуулалтууд дээр вэ?

Оросын талаас бид заасан ажлын хуваарийг биелүүлж байгаа, зөрчихгүй. Харамсалтай нь, бусад хүмүүс, ялангуяа Европт хийж байгаа ажил зарим удаашралтай байгааг бид харж байна; Америкт хэсэгчилсэн саатал байгаа бөгөөд төсөл тодорхой хэмжээгээр хойшлох хандлагатай байна. Баривчлагдсан ч зогсоогоогүй. Энэ нь бүтнэ гэсэн итгэл бий. Төслийн үзэл баримтлал нь өөрөө бүрэн онолын хувьд, практикийн хувьд тооцоолсон, найдвартай учраас үр дүнд хүрнэ гэж бодож байна. Энэ нь зарласан үр дүнгээ бүрэн өгөх эсэх ... бид хүлээж, харах болно.

Төсөл нь илүү судалгааны төсөл мөн үү?

Мэдээж. Заасан үр дүн нь олж авсан үр дүн биш юм. Хэрэв үүнийг бүрэн эхээр нь хүлээж авбал би маш их баяртай байх болно.

ITER төсөлд ямар шинэ технологи гарч ирсэн, гарч ирж байгаа эсвэл гарч ирэх вэ?

ITER төсөл бол зүгээр нэг супер цогцолбор төдийгүй хэт стресстэй төсөл юм. Эрчим хүчний ачаалал, зарим элементүүдийн үйл ажиллагааны нөхцөл, түүний дотор манай системүүдийн хувьд стресстэй. Тиймээс энэ төсөлд шинэ технологи бий болох ёстой.

Жишээ байна уу?

Орон зай. Жишээлбэл, манай алмааз илрүүлэгч. Бид хиймэл дагуул, станц гэх мэт тодорхой объектуудыг тойрог замаас тойрог замд тээвэрлэдэг цөмийн тээврийн хэрэгсэл болох сансрын ачааны машинд алмаз илрүүлэгчээ ашиглах боломжийн талаар ярилцлаа. Сансрын ачааны машины ийм төсөл бий. Энэ нь цөмийн реактортой төхөөрөмж тул нарийн төвөгтэй үйл ажиллагааны нөхцөлд дүн шинжилгээ хийх, хянах шаардлагатай байдаг тул манай детекторууд үүнийг хялбархан хийж чадна. Одоогийн байдлаар ийм оношийг бий болгох сэдэв хараахан санхүүжүүлээгүй байна. Бүтээсэн бол хэрэглэж болно, тэгээд бүтээн байгуулалтын шатанд нь хөрөнгө оруулалт хийх шаардлагагүй, зөвхөн хөгжүүлж, хэрэгжүүлэх шатандаа л болно.

2000, 1990-ээд оны Оросын орчин үеийн бүтээн байгуулалтыг Зөвлөлт ба Барууны хөгжилтэй харьцуулахад ямар хувь хэмжээ байгаа вэ?

Оросын шинжлэх ухааны ITER-д оруулсан хувь нэмэр дэлхийнхтэй харьцуулахад маш их байна. Би үүнийг яг таг мэдэхгүй ч энэ нь маш чухал юм. Төсөлд оролцож буй санхүүгийн оролцоо Оросын хувь хэмжээнээс багагүй байгаа нь ойлгомжтой, учир нь бусад олон баг оролцсон олон тооныГадаадад өөр хүрээлэнд ажиллахаар явсан оросууд. Япон, Америкт хаа сайгүй тэдэнтэй маш сайн харилцаж, хамтран ажилладаг, зарим нь Европыг, зарим нь Америкийг төлөөлдөг. Үүнээс гадна тэнд шинжлэх ухааны сургуулиуд бас байдаг. Тиймээс бид өмнө нь хийж байсан зүйлээ илүү их хөгжүүлж байна уу, үгүй ​​юу гэдэг талаар... Нэг том хүн “бид титануудын мөрөн дээр зогсож байна” гэж хэлсэн болохоор Зөвлөлтийн үед бий болгосон бааз суурь нь маргаангүй агуу бөгөөд үүнгүйгээр бидний чадахгүй байсан зүйл байхгүй. Гэхдээ одоохондоо бид зүгээр зогсохгүй хөдөлж байна.

Танай бүлэг ITER-д яг юу хийдэг вэ?

Би хэлтэст салбартай. Тус тэнхим нь хэд хэдэн оношилгоо, манай салбар босоо нейтрон камер, ITER нейтрон оношилгоог тусгайлан хөгжүүлж, дизайнаас эхлээд үйлдвэрлэл хүртэлх өргөн хүрээний асуудлыг шийдэж, түүнчлэн алмазыг хөгжүүлэхтэй холбоотой судалгааны ажлыг гүйцэтгэдэг. илрүүлэгч. Алмаз илрүүлэгч нь манай лабораторид анх бүтээгдсэн өвөрмөц төхөөрөмж юм. Өмнө нь олон тооны термоядролын байгууламжид ашиглаж байсан бол одоо Америкаас Япон хүртэлх олон лабораториудад нэлээд өргөн хэрэглэгддэг; тэд биднийг дагасан гэж бодъё, гэхдээ бид тэргүүлсээр байна. Одоо бид алмаз илрүүлэгч хийж, үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн хэмжээнд (жижиг хэмжээний үйлдвэрлэл) хүрэх гэж байна.

Эдгээр мэдрэгчийг ямар салбарт ашиглаж болох вэ?

Энэ тохиолдолд эдгээр нь термоядролын судалгаа бөгөөд ирээдүйд цөмийн эрчим хүчний эрэлт хэрэгцээтэй байх болно гэж бид үзэж байна.

Детекторууд яг юу хийдэг вэ, юу хэмждэг вэ?

Нейтрон. Нейтроноос илүү үнэ цэнэтэй бүтээгдэхүүн байхгүй. Чи бид хоёр ч бас нейтроноос тогтдог.

Тэд нейтроны ямар шинж чанарыг хэмждэг вэ?

Спектрийн. Нэгдүгээрт, ITER-д шийдвэрлэх хамгийн чухал ажил бол нейтроны энергийн спектрийг хэмжих явдал юм. Үүнээс гадна тэд нейтроны тоо, энергийг хянадаг. Хоёрдахь нэмэлт ажил бол цөмийн энергитэй холбоотой: цөмийн реакторын үндэс болсон дулааны нейтроныг хэмжих боломжтой зэрэгцээ бүтээн байгуулалтууд бидэнд бий. Энэ бол бидний хувьд хоёрдогч ажил, гэхдээ үүнийг боловсруулж байна, өөрөөр хэлбэл бид энд ажиллаж, цөмийн энергид нэлээд амжилттай хэрэгжих боломжтой бүтээн байгуулалтыг хийх боломжтой.

Та судалгаандаа онолын, практикийн, компьютерийн загварчлалын ямар аргыг ашигладаг вэ?

Хүн бүр: нарийн төвөгтэй математик (математик физикийн аргууд), математик загварчлалаас туршилт хүртэл. Бидний хийж буй бүх төрлийн тооцоог туршилтаар баталгаажуулж, баталгаажуулдаг, учир нь бид хэд хэдэн ажиллаж байгаа нейтрон генератор бүхий туршилтын лабораторитой бөгөөд бид өөрсдөө хөгжүүлдэг системээ туршиж үздэг.

Танай лабораторид ажиллаж байгаа реактор бий юу?

Реактор биш, харин нейтрон үүсгэгч. Нейтрон үүсгүүр нь үнэндээ термоядролын урвалын жижиг загвар юм. Тэнд бүх зүйл адилхан, зөвхөн үйл явц нь арай өөр байна. Энэ нь хурдасгуурын зарчмаар ажилладаг - энэ нь тодорхой ионуудын цацраг юм. Өөрөөр хэлбэл, плазмын хувьд бид атом бүр нь өндөр энергитэй халуун объекттой байдаг бөгөөд манай тохиолдолд тусгай хурдасгасан ион нь ижил төстэй ионоор ханасан бай руу онох болно. Үүний дагуу хариу урвал үүсдэг. Энэ бол та ижил зүйлийг хийх арга замуудын нэг гэж хэлье термоядролын урвал; Батлагдсан цорын ганц зүйл бол энэ арга нь өндөр үр ашиггүй, өөрөөр хэлбэл та эерэг энерги гарахгүй, гэхдээ та өөрөө хариу үйлдэл хийдэг - бид энэ урвал, бөөмс болон түүнд ордог бүх зүйлийг шууд ажигладаг. .

ITER олон улсын туршилтын термоядролын реакторын төсөл 2007 онд эхэлсэн. Энэ нь Францын өмнөд хэсэгт орших Кадараш хотод байрладаг. Төслийг санаачилж хэрэгжүүлэгчдийн үзэж байгаагаар ITER-ийн гол ажил бол термоядролын хайлалтыг арилжааны зорилгоор ашиглах боломжийг харуулах явдал юм.

ITER бол олон улсын шинжлэх ухааны стратегийн санаачилга бөгөөд түүнийг хэрэгжүүлэхэд 30 гаруй улс оролцдог.

“Бид ирээдүйн хайлуулах реакторын зүрх сэтгэлд байна. Энэ нь гурван Эйфелийн цамхаг жинтэй, нийт 60 хөлбөмбөгийн талбайтай” гэж euronews-ийн сэтгүүлч Клаудио Рокко мэдээлэв.

Хяналттай термоядролын нэгдэл үүсэхэд шаардлагатай нөхцлийг бүрдүүлэхийн тулд хайлуулах реактор эсвэл соронзон плазмыг тусгаарлах, өөрөөр хэлбэл токомак гэж нэрлэдэг тороид суурилуулалтыг бий болгодог. Токамак дахь плазмыг тасалгааны хананд биш, харин тусгайлан бүтээсэн хосолсон соронзон орон - плазмын утсаар урсаж буй гүйдлийн тороид гадаад ба полоид талбараар барьдаг. Плазмыг хязгаарлахын тулд соронзон орон ашигладаг бусад суурилуулалттай харьцуулахад цахилгаан гүйдэлтокамакийн гол онцлог юм

Хяналттай термоядролын нэгдэл хийхдээ токамакад дейтерий, тритиумыг ашиглана.
Дэлгэрэнгүй мэдээллийг ITER-ийн ерөнхий захирал Бернард Биготтой хийсэн ярилцлагаас авна уу.

Хяналттай цөмийн хайлуулах замаар үйлдвэрлэсэн энерги нь ямар давуу талтай вэ?

"Нэгдүгээрт, устөрөгчийн изотопыг ашиглахад энэ нь бараг шавхагдашгүй эх үүсвэр гэж тооцогддог: устөрөгч нь хаа сайгүй, тэр дундаа Дэлхийн далайд байдаг. Дэлхий дээр ус, далай, цэнгэг байгаа цагт бид токамак түлшээр хангах болно - бид олон сая жилийн тухай ярьж байна. Хоёрдахь давуу тал нь цацраг идэвхт хаягдлын хагас задралын хугацаа нь цөмийн хайлуулах хаягдалтай харьцуулахад хэдэн зуун жил байдаг."

Термоядролын нэгдэл нь хянагддаг бөгөөд Бернард Биготын хэлснээр осол гарсан тохиолдолд тасалдахад харьцангуй хялбар байдаг. Цөмийн хайлмалтай ижил төстэй тохиолдолд өөр нөхцөл байдал үүсдэг.

Бодисыг халаах замаар цөмийн урвалд хүрч болно. Бодисын халаалт ба цөмийн урвалын хоорондын харилцаа нь "термоядролын урвал" гэсэн нэр томъёонд тусгагдсан байдаг.

Токамакийн эд ангиудын загварыг ITER-д оролцогч орнуудын хүчин чармайлтаар гүйцэтгэдэг бөгөөд токамакийн эд анги, технологийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг Япон, Өмнөд Солонгос, Орос, Хятад, АНУ болон бусад оронд үйлдвэрлэдэг. Токамак барихдаа магадлалыг харгалзан үздэг янз бүрийн төрөлосол

Бернард Бигот: "Гэсэн хэдий ч цацраг идэвхт элементүүд алдагдах боломжтой. Зарим тасалгаа хангалттай битүүмжлэгдээгүй байна. Гэхдээ тэдний тоо хамгийн бага байх бөгөөд реакторын ойролцоо амьдардаг хүмүүсийн эрүүл мэнд, амь насанд аюул учруулахгүй."

Гэхдээ осол гарах, гоожих магадлалыг төсөлд тусгасан болно, тухайлбал, термоядролыг нэгтгэх өрөөнүүд болон зэргэлдээх өрөөнүүд нь цацраг идэвхт элементүүдийг шингээх тусгай агааржуулалтын босоо амаар тоноглогдсон байх болно. гадагш гаргах.

“Ойролцоогоор 16 тэрбум еврогийн тооцоо тийм ч том юм шиг санагдахгүй байна, ялангуяа энд үйлдвэрлэх эрчим хүчний өртөгийг бодоход. Түүгээр ч барахгүй, үйлдвэрлэхэд маш их хугацаа шаардагддаг, тиймээс дунд хугацаанд ч бүх зардлыг зөвтгөх болно” гэж Бернард Бигот дүгнэв.

ОХУ-ын NIIEFA саяхан ITER-д тусгайлан зориулж бүтээсэн хэт дамжуулагч ороомогуудыг хамгаалах унтраах эсэргүүцлийн системийн бүрэн хэмжээний туршилтыг амжилттай хийсэн тухай мэдээлэв.

Францын Кадараш хотод ITER цогцолборыг бүхэлд нь 2020 онд ашиглалтад оруулахаар төлөвлөж байна.

Хүн төрөлхтөн дэлхийн нүүрсустөрөгчийн нөөцийн эргэлт буцалтгүй хомсдолын хил рүү аажмаар ойртож байна. Бид хоёр зууны турш манай гаригийн гүнээс газрын тос, хий, нүүрс олборлож байгаа бөгөөд тэдний нөөц асар хурдацтай шавхагдаж байгаа нь нэгэнт тодорхой болсон. Дэлхийн тэргүүлэгч орнууд байгаль орчинд ээлтэй, ашиглалтын хувьд аюулгүй, түлшний асар их нөөцтэй эрчим хүчний шинэ эх үүсвэр бий болгох талаар эртнээс бодож ирсэн.

Хайлуулах реактор

Өнөөдөр эрчим хүчний өөр төрлийн гэгдэх эрчим хүчний сэргээгдэх эх үүсвэрийг фотоволтайк, салхины эрчим хүч, усан цахилгаан станц хэлбэрээр ашиглах талаар маш их ярьж байна. Тэдний шинж чанараас шалтгаалан эдгээр чиглэлүүд нь зөвхөн эрчим хүчний хангамжийн туслах эх үүсвэр болж чаддаг нь ойлгомжтой.

Хүн төрөлхтний урт хугацааны хэтийн төлөвийн хувьд зөвхөн цөмийн урвал дээр суурилсан эрчим хүчийг авч үзэх боломжтой.

Нэг талаас, улам олон улс нутаг дэвсгэртээ цөмийн реактор барих сонирхолтой байгаа. Гэсэн хэдий ч цөмийн эрчим хүчний тулгамдсан асуудал бол цацраг идэвхт хаягдлыг боловсруулах, устгах явдал бөгөөд энэ нь эдийн засаг, байгаль орчны үзүүлэлтүүдэд нөлөөлдөг. 20-р зууны дунд үед дэлхийн тэргүүлэгч физикчид эрчим хүчний шинэ төрлийг хайж олохын тулд Дэлхий дээрх амьдралын эх үүсвэр болох Нар руу эргэв, түүний гүнд 20 сая градусын температурт урвал явагддаг. Асар их энерги ялгарснаар гэрлийн элементүүдийн нийлэгжилт (нийлэх) явагддаг.

Дотоодын мэргэжилтнүүд хуурай газрын нөхцөлд цөмийн хайлуулах урвалыг хэрэгжүүлэх байгууламжийг хөгжүүлэх ажлыг хамгийн сайн гүйцэтгэжээ. Хяналттай термоядролын хайлуулах (CTF) чиглэлээр Орос улсад олж авсан мэдлэг, туршлага нь хүн төрөлхтний эрчим хүчний найдвар болох олон улсын туршилтын термоядролын реактор (ITER) төслийн үндэс суурийг тавьсан юм. Кадараш (Франц) хотод баригдсан.

Термоядролын нэгдлийн түүх

Анхны термоядролын судалгаа атомын хамгаалалтын хөтөлбөрөө боловсруулж буй орнуудад эхэлсэн. Энэ нь гайхмаар зүйл биш юм, учир нь атомын эриний эхэн үед дейтерийн плазмын реакторууд гарч ирэх гол зорилго нь халуун плазм дахь физик процессыг судлах явдал байсан бөгөөд бусад зүйлсээс гадна термоядролын зэвсэг бүтээхэд шаардлагатай байсан юм. . Нууцлагдаагүй мэдээллээр ЗХУ, АНУ хоёр 1950-иад онд бараг нэгэн зэрэг эхэлсэн. UTS дээр ажиллах. Гэхдээ үүнтэй зэрэгцээд байдаг түүхэн баримт 1932 онд тэр үед Эдийн засгийн дээд зөвлөлийн хорооны даргаар ажиллаж байсан дэлхийн пролетариатын удирдагч Николай Бухарины хуучин хувьсгалч, дотны анд нөхөр Зөвлөлтийн шинжлэх ухаан, хяналттай термоядролын урвалыг судлах төслийг тус улсад эхлүүлэхийг санал болгов.

Зөвлөлтийн термоядролын төслийн түүх хөгжилтэй баримтаас ангид биш юм. ирээдүйн нэрт академичустөрөгчийн бөмбөгийг бүтээгч Андрей Дмитриевич Сахаров нь цэргүүдийн захидлаас өндөр температурт плазмыг соронзон дулаан тусгаарлах санаанаас санаа авчээ. Зөвлөлтийн арми. 1950 онд Сахалинд алба хааж байсан түрүүч Олег Лаврентьев Бүх Холбооны Коммунист Намын Төв Хороонд захидал илгээж, түүнийг ашиглахыг санал болгов. устөрөгчийн бөмбөгшингэрүүлсэн дейтерий ба тритиумын оронд лити-6 дейтерид, мөн хяналттай термоядролын нэгдлийн халуун плазмын электростатик хориг бүхий системийг бий болгоно. Захидлыг тухайн үеийн залуу эрдэмтэн Андрей Сахаров хянаж үзээд "Нөхөр Лаврентьевын төслийн талаар нарийвчилсан хэлэлцүүлэг хийх шаардлагатай гэж үзэж байна" гэж шүүмжлэлдээ бичжээ.

1950 оны 10-р сар гэхэд Андрей Сахаров ба түүний хамтран зүтгэгч Игорь Тамм нар соронзон термоядролын реакторын (MTR) анхны тооцоог хийжээ. И.Тамм, А.Сахаров нарын санаан дээр үндэслэсэн хүчтэй уртааш соронзон оронтой анхны тороид суурилуулалтыг 1955 онд ЛИПАН-д барьжээ. Үүнийг TMP гэж нэрлэдэг байсан - соронзон оронтой торус. Дараагийн суурилуулалтыг "TORIDAL CHAMBER MAGNETIC COIL" гэсэн хэллэг дэх эхний үеүүдийн хослолын дараа аль хэдийн TOKAMAK гэж нэрлэдэг байв. Сонгодог хувилбараараа токамак нь торойд соронзон орон дээр байрлуулсан пончик хэлбэртэй торойд камер юм. 1955-1966 он хүртэл Курчатовын хүрээлэнд ийм төрлийн 8 байгууламж баригдсан бөгөөд үүнд олон янзын судалгаа хийсэн. Хэрэв 1969 оноос өмнө ЗСБНХУ-аас гадуур зөвхөн Австралид токамак барьсан бол дараагийн жилүүдэд АНУ, Япон, Европын орнууд, Энэтхэг, Хятад, Канад, Ливи, Египет зэрэг 29 оронд баригдсан. Өнөөдрийг хүртэл дэлхий дээр нийт 300 орчим токамак баригдсан бөгөөд үүнд ЗХУ, Орост 31, АНУ-д 30, Европт 32, Японд 27 байдаг. Чухамдаа ЗСБНХУ, Их Британи, АНУ гэсэн гурван улс хэн хамгийн түрүүнд плазмыг ашиглаж, "уснаас" эрчим хүч үйлдвэрлэж эхлэхийг харахаар ил тод өрсөлдөөнд оролцож байв.

Термоядролын реакторын хамгийн чухал давуу тал нь цацрагийн биологийн аюулыг орчин үеийн бүх цөмийн эрчим хүчний реакторуудтай харьцуулахад ойролцоогоор мянга дахин бууруулах явдал юм.

Термоядролын реактор нь CO2 ялгаруулдаггүй бөгөөд "хүнд" цацраг идэвхт хаягдал үүсгэдэггүй. Энэ реакторыг хаана ч, хаана ч байрлуулж болно.

Хагас зууны алхам

1985 онд академич Евгений Велихов ЗСБНХУ-ын нэрийн өмнөөс термоядролын реактор байгуулахаар Европ, АНУ, Японы эрдэмтэд хамтран ажиллахыг санал болгосны дараа 1986 онд Женевт уг байгууламжийн зураг төслийн талаар тохиролцоонд хүрч, дараа нь хүлээн авсан. нэр ITER. 1992 онд түншүүд реакторын инженерийн зураг төслийг боловсруулах дөрвөн талт гэрээнд гарын үсэг зурсан. Эхний плазмыг хүлээн авахаар төлөвлөж байгаа 2020 он гэхэд барилгын эхний үе шатыг дуусгахаар төлөвлөж байна. 2011 онд ITER-ийн талбайд жинхэнэ барилгын ажил эхэлсэн.

ITER загвар нь 1960-аад онд бүтээгдсэн Оросын сонгодог токамакийг дагадаг. Эхний шатанд реакторыг 400-500 МВт-ын термоядролын урвалын хүчин чадалтай импульсийн горимд ажиллуулж, хоёр дахь шатанд реакторын тасралтгүй ажиллагаа, түүнчлэн тритиум нөхөн үржих системийг туршихаар төлөвлөж байна. .

ITER реакторыг хүн төрөлхтний эрчим хүчний ирээдүй гэж нэрлэсэн нь хоосон биш юм. Нэгдүгээрт, энэ нь дэлхийн хамгийн том шинжлэх ухааны төсөл, учир нь Францын нутаг дэвсгэр дээр үүнийг бараг бүх дэлхий барьж байна: ЕХ + Швейцарь, Хятад, Энэтхэг, Япон, Өмнөд Солонгос, Орос, АНУ оролцож байна. Угсралтын барилгын тухай гэрээ 2006 онд гарын үсэг зурсан. Европын орнууд төслийн санхүүжилтийн 50 орчим хувийг, ОХУ нийт дүнгийн 10 орчим хувийг эзэлж, өндөр технологийн тоног төхөөрөмж хэлбэрээр хөрөнгө оруулалт хийх болно. Гэхдээ Оросын хамгийн чухал хувь нэмэр бол ITER реакторын үндэс болсон токамак технологи юм.

Хоёрдугаарт, энэ нь наранд тохиолддог термоядролын урвалыг цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ашиглах анхны томоохон оролдлого болно. Гуравдугаарт, энэ шинжлэх ухааны ажилЭнэ нь маш бодит үр дүнг авчрах ёстой бөгөөд энэ зууны эцэс гэхэд арилжааны термоядролын цахилгаан станцын анхны загвар гарч ирэхийг дэлхий нийт хүлээж байна.

Олон улсын туршилтын термоядролын реакторын анхны плазмыг 2025 оны арванхоёрдугаар сард үйлдвэрлэнэ гэж эрдэмтэд таамаглаж байна.

Дэлхийн шинжлэх ухааны нийгэмлэг яагаад ийм реактор барьж эхэлсэн бэ? Баримт нь ITER-ийн барилгын ажилд ашиглахаар төлөвлөж буй олон технологи нь бүх улс оронд нэг дор хамаарахгүй. Нэг муж, тэр байтугай шинжлэх ухаан, техникийн хувьд хамгийн өндөр хөгжилтэй ч гэсэн термоядролын реактор гэх мэт өндөр технологи, нээлтийн төсөлд ашигладаг технологийн бүх салбарт дэлхийн хамгийн өндөр түвшний зуун технологитой байж чадахгүй. Гэхдээ ITER нь ижил төстэй хэдэн зуун технологиос бүрддэг.

Орос улс термоядролыг нэгтгэх олон технологиор дэлхийн түвшинг давж байна. Гэхдээ, жишээлбэл, Японы цөмийн эрдэмтэд энэ чиглэлээр ITER-д нэлээд хамааралтай өвөрмөц чадвартай байдаг.

Тиймээс төслийн хамгийн эхэнд түнш орнууд уг талбайд хэн, юуг нийлүүлэх талаар тохиролцоонд хүрсэн бөгөөд энэ нь зөвхөн инженерийн чиглэлээр хамтран ажиллах биш, харин түнш тус бүрт шинэ технологи хүлээн авах боломж байх ёстой гэж үзсэн. бусад оролцогчдоос, ингэснээр ирээдүйд тэднийг өөрөө хөгжүүлээрэй.

Андрей Ретингер, олон улсын сэтгүүлч