|  | 10 июля 2011 | Энергетика

Заглянем внутрь самого большого реактора термоядерного синтеза.

Строение реактора ITER


Ученые-физики, начиная с 1932 года, пока еще безуспешно пытаются воплотить в жизнь управляемую реакцию горячего термоядерного синтеза. Несмотря на то, что в последнее время достаточно много внимания уделяется холодному ядерному синтезу, горячий термоядерный синтез находится намного ближе к тому, что бы стать источником экологически чистой энергии, лишенным недостатков обычных атомных станций, работающих на реакции расщепления тяжелых элементов. Реакторы управляемого термоядерного синтеза не могут взорваться, они не будут производить большое количество долгоживущих радиоактивных отходов, их топливо и отходы нельзя легко превратить в оружие массового поражения.

Центром мировых усилий по созданию реактора управляемого термоядерного синтеза является международный проект ITER, в рамках которого ведется сооружение самого большого в мире реактора. Реактор ITER строится по классической схеме токамак, основанной на тороидальном объеме, внутри которого происходит управляемая реакция термоядерного синтеза. Сильнейшие магнитные поля, вырабатываемые сверхпроводимыми обмотками 39 электромагнитов, удерживают плазму, состоящую из дейтерия и трития, двух изотопов водорода. А с помощью пучков частиц, радиоволн и микроволнового излучения плазма разогревается до температуры 270 миллионов градусов. Именно при такой температуре становится возможной инициация реакции термоядерного синтеза.

Во время этой реакции слияние ядер дейтерия и трития приводит к образованию ядра гелия и свободного нейтрона, имеющего очень большую энергию. Эти высокоэнергетические нейтроны, попадая в специальную ловушку, нагревают ее, и высокая температура может использоваться для вращения турбины электрогенератора, вырабатывающего электроэнергию.

Реактор ITER будет способен выработать 500 МВт энергии, столько же, сколько вырабатывает средняя тепловая электростанция. Но реактор ITER не будет использоваться для производства электроэнергии, он является еще одним гигантским физическим экспериментом, давая ученым возможность разрабатывать новые и совершенствовать имеющиеся технологии.

Что бы создать на основе реакции управляемого термоядерного синтеза конкурентноспособную энергетическую технологию ученые должны решить ряд серьезных проблем. Самым главным является вопрос получения трития. Во всем мире общее количество трития составляет всего около 23 килограмм из-за того, что этот изотоп водорода является радиоактивным и быстро распадается. Для сравнения, дейтерий, второй изотоп водорода, не радиоактивен, в природе его вполне достаточно и он может быть получен в любы количествах просто выпариванием из воды. Реактор ITER может использовать тритий, произведенный на обычных атомных станциях, но полномасштабная электростанция термоядерного синтеза будет сама себя обеспечивать тритием, вырабатывая его из лития с помощью нейтронов реакции синтеза.

Кроме этого ученым еще предстоит решить вопрос о материале, из которого будет изготовлена внутренняя часть объема реактора. Именно на эту часть будет приходиться массированный удар высокоэнергетических протонов, света и других побочных продуктов. И третьей проблемой станет остаточная радиоактивность конструкции реактора, что сделает невозможным нахождение рядом с ней людей. Поэтому, ученые должны разработать роботов, способных благополучно работать длительное время в условиях высокого уровня радиации и магнитных полей. Эти роботы, помимо выполнения относительно тонких ремонтных работ должны быть в состоянии выполнять замену некоторых деталей реактора, вес которых может превышать 10 тонн.

Согласно планам, реактор ITER начнет функционирование в 2019 году во Франции. Если все запланированные эксперименты и исследования будут завершены успешно, то команда ученых ITER займется разработкой энергетического реактора DEMO, опытного образца промышленного реактора термоядерного синтеза мощностью от 2000 до 4000 МВт, который будет построен к 2040 году.




Ключевые слова:
Горячий, Холодный, Термоядерный, Синтез, Ядерный, Расщепление, Ядро, Протон, Тритий, Дейтерий, Водород, Токамак, ITER, Плазма, Магнитное, Поле

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Запуск термоядерного реактора ITER откладывается на пять лет в связи с фина ...
  • Испытания опытной установки ELISE ускорят пуск реактора термоядерного синте ...
  • Создание компактного термоядерного реактора вступает в завершающую фазу.
  • Ученые из MIT обнаружили новый вид реакций термоядерного синтеза.
  • Россия при участии Италии собирается строить новый термоядерный реактор.




  • 10 июля 2011 14:51
    #1 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1488
    Возможно реактор Демо, возможно к 40му году, можно и не дожить.
        
    10 июля 2011 15:40
    #2 Написал: Vaneo

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Сколько можно эксперементировать с реактором?Почему-то с обычными АЭС так долго не возились.Подготовили теорию,построили и запустили.Тем более,что АЭС опаснее, чем ITER. А энергия нужна уже сейчас,а не к 40-му году.Ума может не хватает,толи смелости? Не то, что раньше.
        
    10 июля 2011 17:32
    #3 Написал: Aspiring

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    ага, вот и понастроили чернобылей с фукусисмами... Нынче уже все понимают, что если еще немного засрать землю, то жизнь на ней может вообще исчезнуть. Поэтому наверное уж лучше медленно, но уверенно.
        
    10 июля 2011 20:46
    #4 Написал: nichita2

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Судя по тому, что рядом с ней из-за "остаточной радиоактивности" людей быть не должно, то как можно говорить об экологичности-то???
        
    10 июля 2011 22:36
    #5 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 615

    nichita2, всех людей в биореактор, экология же! am
        
    11 июля 2011 03:01
    #6 Написал: KPPA

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    человек не в состоянии зас...ь природу кроме как своего двора. для земли человек - не больше вздоха. остальные мысли - следствие гордыни.
        
    11 июля 2011 13:30
    #7 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1488
    KPPA, зато человек способен надавить на болевые точки - активизировать сейсмическую активность, вылить в океаны радиоактивные отходы, возможно повлиять на течения и ледники в далекой перспективе.
        
    13 июля 2011 01:52
    #8 Написал: CoJIb

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1155
    Что для человека смерть, для планеты Опыт.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.