Термоядерный путь: Солнце – 2

В создании международного термоядерного реактора примут участие Россия, Евросоюз, Япония, США, Китай, Индия и Южная Корея. Он будет построен на юге Франции, в городке Кадараш неподалеку от Марселя. Согласно утвержденному плану, строительные работы начнутся уже в январе 2007 года, и будут продолжаться около десяти лет. Первый тестовый запуск планируется произвести в 2013 году. Общая стоимость проекта, получившего название ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor — Международный термоядерный экспериментальный реактор), оценивается в 10 млрд. долларов. Из них 50% внесет Евросоюз, а Россия, США, Япония, Китай и Корея — по 10% каждый. Доля Индии — 500 млн. евро — составит резервный фонд. На «плечи» России ложится изготовление и транспортировка оборудования для реактора, ведь по сути он является более совершенным и мощным потомком термоядерных установок-токамаков, впервые созданных в СССР.

Если ядерная реакция заключается в распаде атомных ядер, то термоядерный синтез представляет собой процесс их слияния. Два ядра образуют более тяжелый элемент и выделяют огромное количество энергии. Этот тип реакций постоянно происходит в недрах звезд, где пАры водородов сливаются в атом гелия. Если ученые научатся воспроизводить в земных условиях процессы, происходящие внутри Солнца, добившись управляемой и эффективной термоядерной реакции, это будет означать доступ к поистине неисчерпаемым запасам дешевой энергии.

Реактор будет работать за счет слияния двух изотопов водорода — дейтерия и трития. Согласно расчетам, из 1 грамма дейтериево-тритиевой смеси можно получать столько же энергии, сколько выделяется при химическом сжигании 8 т нефти, при этом запасы подобного «термоядерного топлива» являются практически неограниченными: в одном литре обыкновенной воды содержится примерно 40 мг дейтерия. Что касается трития, его можно получать в ходе ядерных реакций с использованием лития, широко распространенного в природе щелочного металла.

Работы по созданию термоядерных реакторов ведутся с 1960-х, но лишь сейчас человечество обрело технологический потенциал, достаточный для решения этой сложной задачи. Чтобы заставить два ядра слиться, их необходимо сблизить на расстояние, при котором начинает действовать т.н. сильное взаимодействие (это расстояние приблизительно равно размерам самих ядер и значительно меньше атомных размеров). Как известно, ядра атомов обладают положительным зарядом, поэтому их сближению мешают электростатические силы отталкивания. Преодолеть эти силы можно, сообщив атомам значительную кинетическую энергию, другими словами — атомы нужно очень сильно нагреть.

Согласно расчетам, для того запуска термоядерной реакции в земных условиях вещество должно быть разогрето до температуры около 100 млн. градусов, что само по себе весьма непросто. Вдобавок к этому, раскаленную ионизированную плазму приходится удерживать в подвешенном состоянии посредством специальной магнитной ловушки — если она коснется холодных стенок реактора, реакция мгновенно прекратится. Кстати, из этого вытекает одно из самых существенных преимуществ подобного рода устройств, а именно — их безопасность: в случае поломки температура плазмы резко падает и реакция просто прекращается.

ITER будет оснащен мощнейшими сверхпроводниковыми магнитами, которые создают магнитную ловушку торроидальной формы. Начальный разогрев плазмы планируется осуществлять с помощью высокоэнергетических электронных пучков. ITER должен стать первым реактором с положительным энергетическим балансом — другими словами, он будет вырабатывать больше энергии, чем потреблять. Реактор планируется использовать преимущественно в исследовательских целях, однако полученные с его помощью данные будут использованы для дальнейшего проектирования промышленных термоядерных установок.