Fusion реактор ще топлят плазмата до 150 милиона градуса и да промени бъдещето ...

Международен експериментален термоядрен реактор ITER без преувеличение да се нарече най-значителен изследователски проект на модерността. Мащабът на строителството е лесно да се затвори за колан Големия адронен ускорител, и ако е успешно, ще бъде отбелязана за цялото човечество е много по-голяма стъпка от един полет до Луната. В края на краищата това, потенциалът за контролирания термоядрен синтез - един почти неизчерпаем източник на необичайно евтин и чиста енергия.

учени впрегнат

Фразата "фюжън реактор" в много хора, предизвиква бдителност. Асоциативен верига е ясно: на термоядрена бомба по-лошо, отколкото само ядрената, което означава, че термоядрен реактор, е по-опасна от Чернобил. В действителност, ядрен синтез, който се основава на принципа на токамак, много по-безопасно и по-ефективно ядрено делене, използвани в атомни електроцентрали днес. Синтез използва по природа: слънцето не е просто физическо реактора за синтез. Реакцията включващи деутерий и тритий ядра - водородни изотопи. деутерий ядро ​​се състои от протон и неутрон и тритий ядро ​​- на протон и две неутрони. При обикновени условия на идентично заредени ядра се отблъскват, но те могат да се сблъскват с много високи температури. При сблъсък влезе в игра силно взаимодействие, който е отговорен за свързването на протоните и неутроните в ядрото. Налице е ядро ​​на нов химичен елемент - хелий. Това представлява един свободен неутрон и голямо количество освободена енергия. Енергията на силното взаимодействие в ядрото на хелий е по-малко от първоначалните ядрата на елементи. По този начин, полученото ядро ​​дори в загуба на тегло (съгласно теорията на относителността енергия и маса са еквивалентни). Спомняйки си за известен уравнение E = МС2 където в - е скоростта на светлината, можете да си представите какво огромно енергиен потенциал е изпълнено с ядрен синтез. За да се преодолее силата на взаимното отблъскване, ядрото трябва да се движи много бързо, така че ключова роля в температурни пиеси за ядрен синтез. В центъра на Sun процес протича при температура от 15 млн К Целзий, но допринася за огромна плътност на материала поради действието на гравитацията. Огромната маса на светлина то ефективно реактор слят прави.

Създаване на плътност в света не е възможно. Нужно е само да се повиши температурата. За изотопи на водород енергия даден earthmen техните ядра изисква температура от 150 млн К, т.е. десет пъти по-висока, отколкото в слънцето. Никой от твърд материал във Вселената не може да комуникира директно с температурата. Така че просто се изгради печка за готвене хелий няма да работи.

Помага за решаване на проблема е един и същ тороидална камера с магнитни бобини или токамак. Идеята за създаване на токамак изгря светли умове на учени от различни страни в началото на 1950-те години, на шампионата е уникално дължи на съветския физик Олег Лаврентиев и видни негови колеги Андрей Сахаров и Игор Там. Вакуумната камера е под формата на тор (куха "поничка"), заобиколен от свръхпроводящи електромагнити, които създават в него тороидални магнитно поле. Тя е тази област има гореща плазма до десет слънца на разстояние от стените на камерата. Заедно с централната електромагнит (индуктор) токамак е трансформатор. Чрез вариране на ток в индуктор ток по време на повишаването на плазма - движение на частиците необходими за синтезата. Токамак с право може да се смята за модел на технологично финес. Електрическият ток, протичащ в плазмата създава poloidal магнитно поле, плазмената колоната обгражда и поддържа формата си. Плазмен съществува при строго определени условия, и при най-малката промяна в отговора си веднага спря. За разлика от атомните електроцентрали, а токамак реактор не може да "отиде изопачават" и неконтролируемо увеличаване на температурата. В малко вероятния случай на счупване на токамак не е радиоактивно замърсяване. За разлика от атомни електроцентрали, реактор ядрен синтез произвежда радиоактивни отпадъци, и единственият продукт на реакцията на синтез - Хелий - не парников газ и е полезно в домакинството. И накрая, токамак много внимателно изразходва гориво: по време на синтеза на вакуумната камера е само на няколко стотин грама от веществото, а очакваната годишна доставка на гориво за индустриална сила е само на 250 кг.

Гориво инфраструктура за ядрен синтез - е друга интересна тема. Деутерий се съдържа в почти всяка вода, както и неговите запаси могат да бъдат считани неограничени. Но глобалната тритий инвентаризация се изчислява от десетки сили на килограм. 1 кг тритий е на стойност около $ 30 милиона. За първи старт ITER ще трябва 3 кг тритий. За сравнение, около 2 кг тритий годишно са необходими за поддържане на ядрен потенциал на армията на Съединените щати. Въпреки това, в дългосрочен план на реактора ще произвежда всички трития. По време на първичен синтез реакция произвежда високо енергийни неутрони, които са способни на превръщане ядро ​​литиев тритий. Развитие и тестване на първата стена на реактора, съдържащи литий, - един от най-важните цели на ITER. През първите тестове, за да се използва берилий-мед покритие, чиято цел е да се защити от реактора механизми на топлина. Според изчисленията, дори и ако сте превод на цялата енергия на токамаци планетата, световните литиеви резерви ще продължи хиляда години експлоатация.

С света на токамак