Обновите браузер.

Возможно, вы используете устаревшую версию браузера Microsoft Edge. Обновите браузер, чтобы получить доступ ко всем функциям веб-сайта Busch.

(Практически) безграничный источник энергии

Термоядерная плазма МТЭР «подвешивается» в вакууме

Предполагается, что международный термоядерный экспериментальный реактор (МТЭР) «доставит» Солнце на Землю в 2035 году. Он может подключиться к почти безграничному источнику энергии посредством синтеза ядер водорода. Вакуум незаменим для задействования и контроллинга ядерного синтеза.

Когда атомы водорода преобразуются в гелий, выделяется большое количество энергии. Этот процесс не сопровождается образованием парниковых газов или нескончаемых радиоактивных отходов. При нейтронной бомбардировке образуется только минимальная радиоактивность в отдельных металлических компонентах системы, которую легко контролировать с помощью технических средств.

Это решение одной из проблем человечества?

Успешное использование этого источника энергии могло бы одним махом решить некоторые из самых насущных проблем — и большая часть человечества играет важную роль в этом проекте: ЕС и Швейцария, США, Китай, Южная Корея, Япония, Россия и Индия объединились в рамках уникального международного сотрудничества. Оно было инициировано президентами Михаилом Горбачевым и Рональдом Рейганом в эпоху, которая теперь кажется очень далекой. Местом размещения МТЭР (англ. «ITER» — от лат. «путь») был выбран город Кадараш на юге Франции.

Синтез питает солнце. На Земле эта реакция происходит при более высоких температурах, чем в ядре нашей центральной звезды: 15 млн градусов Цельсия. Ни один земной материал не выдержит такую температуру, вот почему используемый для реакции материал — водородно-гелиевая плазма — удерживается в подвешенном состоянии невероятно сильным магнитным полем. Реакция проходит в вакуумной камере. По завершении строительства она будет самой большой в мире. Она состоит из девяти 500-тонных сегментов.

Испытание на утечки в сегментах камеры

Перед установкой их проверяют на наличие утечек. Проверка также выполняется в вакууме. Busch предоставила два мощных вакуумных насоса для испытаний МТЭР. В будущем для вакуумирования всей вакуумной камеры потребуется большое количество мощных генераторов вакуума. Предполагается, что строительство реактора завершится в 2025 году, после чего начнется серия испытаний. Запуск самоподдерживающейся ядерной реакции планируется в 2035 году.

Невероятно мощное магнитное поле будет удерживать горячую плазму, генерируемую сверхпроводящими катушками. Их необходимо охлаждать до нескольких градусов выше абсолютного нуля. Чтобы поддерживать эту экстремальную температуру, они содержатся в криостате — изолированной вакуумной камере диаметром 29 метров.
Что происходит во время ядерного синтеза?

Когда два атомных ядра сталкиваются, высвобождается огромное количество энергии. Это связано с тем, что масса исходных ядер больше массы образовавшихся ядер, включая высвобождаемые нейтроны. Благодаря формуле Эйнштейна E=mc2 мы знаем, что энергия и масса — это, фактически, одно и то же. Уменьшение массы в результате реакции синтеза соответствует высвобожденной энергии.

На Земле эти реакции лучше всего осуществляются при использовании изотопов водорода — дейтерия и трития. При их слиянии образуется ядро гелия и высвобождается нейтрон. Всего один грамм топлива может сгенерировать 90 000 киловатт-часов энергии. Аналогичный объем энергии содержится в 11 тоннах угля. Запасы дейтерия в морской воде практически безграничны. Тритий можно получить из лития, которого тоже с избытком.