10:2018.12.13

Физики могут во много раз снизить цену "вечной" энергии

Физики могут во много раз снизить цену "вечной" энергии

Впервые в мире российские ученые смогли удержать высокотемпературную плазму в ловушке открытого типа. Это может в корне изменить идеологию термоядерного реактора, сделать его во много раз дешевле, по сравнению с безумно дорогими токамаками.

Как известно, сегодня главные надежды на получение неиссякаемого источника энергии - термоядерной электростанции, ученые связывают с токамаками (тор с магнитными катушками). Однако критики постоянно говорят о сложности этих устройств, а главное - об их гигантской стоимости.

Например, международный проект экспериментального термоядерного реактора на основе токамака смогла потянуть сборная команда чуть ли не всего мира. На него сбросились Евросоюз, Индия, Китай, Корея, Россия, США и Япония. Если сначала стоимость проекта ITER оценивалась в 5 миллиардов евро, то сейчас она выросла вдвое, а некоторые эксперты оценивают ее уже в 15 миллиардов евро. Судя по опыту Большого адронного коллайдера, стоимость проекта ITER значительно превысит первоначально заявленную.

А теперь сравните: создание в Институте ядерной физики (ИЯФ) СО РАН установки для получения термояда с открытой ловушкой обошлось бы сегодня в "мизерную" сумму - 300 миллионов долларов. А недавний рекорд, когда плазма была разогрета до более 4,5 миллионов градусов по Цельсию, поставлен вообще за "копейки". Ведь практически все "железо" изготовлено еще во времена СССР.

- Открытая ловушка имеет немало преимуществ, по сравнению с замкнутой ловушкой (токамаком): простота конструкции, снятие ряда технических ограничений, достижение на порядок более высокого давления плазмы, - говорит замдиректора ИЯФ Александр Бурдаков. - Но есть проблема: плазма фактически упирается прямо в стенки ловушки. Это серьезный минус.Ведь чтобы "зажечь" термояд, надо разогреть плазму до нескольких миллионов градусов. Понятно, что никакой материал такой температуры не выдержит. В токамаке проблема решена: плазма с помощью мощного магнитного поля удерживается в торе, не касаясь его стен. Поэтому этой конструкции отдано предпочтение в борьбе за термоядерную энергию.

Словом, около 20 лет назад на открытых ловушках был поставлен крест. Тогда казалось, окончательно. И вот сейчас новосибирские ученые смогли сделать практически невозможное: вернуть открытые ловушки из научного небытия. Причем не просто дать им вторую жизнь, а сделать на них ставку при создании термоядерных установок. Как же удалось совершить такой прорыв?

- Мы смогли устранить главный недостаток открытой ловушки, с помощью нескольких ноу-хау свести к минимуму контакт плазмы со стенкой, - говорит Александр Бурдаков. - Кроме того, к ловушке добавили гиротрон - мощный источник микроволнового СВЧ-излучения. Его сконструировали специалисты Института прикладной физики РАН из Нижнего Новгорода. С его помощью удалось резко повысить температуру плазмы, доведя ее до необходимых для получения термоядерной реакции параметров. Теперь при температуре в несколько миллионов градусов она удерживается несколько десятков миллисекунд.

Но физики намерены пойти дальше. Они хотят в самое ближайшее время установить второй гиротрон, который увеличит температуру плазмы еще в полтора раза. И тогда новосибирская ловушка сможет превысить энергетические показатели токамака ITER, который планируется построить к 2020 году во Франции.

Что же дальше? Неужели еще недавно незаменимому токамаку придется потесниться, а может быть, уйти в небытие? А сердцем термоядерных электростанций будущего станут открытые ловушки? Замдиректора ИЯФ Александр Иванов считает, что точного ответа пока нет. "Какой двигатель внутреннего сгорания лучше - бензиновый или дизельный? - спрашивает он. - На самом деле нужны оба. Так и с термоядерным синтезом: вести работы нужно в разных направлениях, а будущее покажет, чья установка лучше".

Но у разработки новосибирских физиков есть еще одно очень перспективное применение. Ее можно использовать в качестве "драйвера" для работы термоядерно-атомного реактора. При этом можно убить сразу двух зайцев - утилизировать радиоактивные отходов АЭС и вырабатывать энергию. Такая система может работать, используя отходы АЭС - плутоний и минорные актиниды - "дожигать" их до изотопов, которые имеют короткое время жизни.

По расчетам ученых система с двумя подкритичными реакторами с ядерной мощностью свыше 500 МВт каждый, обеспечит годовую потребность по утилизации отходов от пяти стандартных энергоблоков АЭС.

Справка "РГ"

В отличие от замкнутых ловушек (токамаков), имеющих форму тора, открытые ловушки напоминают трубу. Они открыты с торцов. Такая конструкция позволяет использовать существенно более слабые, по сравнению с токамаками, магнитные поля и отказаться от дорогостоящих сверхпроводимых соленоидов. Основной тип открытой ловушки был предложен в начале 1950-х годов независимо известным советским ученым Гершем Будкером и американцем Робертом Постом.

 

Поделиться:

НОВОСТИ МУРМАНСКА И
МУРМАНСКОЙ ОБЛАСТИ

20:19Корабль «Георгий Победоносец» продолжает движение по маршруту в Северной Атлантике

19:39Tele2 обнуляет трафик в Viber

19:21Лесничества Заполярья поборются за звание лучшего

18:44Определились победители вертикальной гонки чемпионата по ски-альпинизму в Кировске

18:18Популярный сервис Booking.com запретили в Турции

18:03Мурманск попал в тройку городов-фаворитов «Часа Земли»

17:45В Мурманске может открыться новый опорный университет

17:31Колесные диски и духи предложили маркировать по аналогии с шубами

17:20Уволенная северянка отомстила салону связи, украв телефон

17:03В мурманском спортцентре «Авангард» появятся волейбольная и баскетбольная площадки

16:53За маты учитель накормил ребенка мылом в Ельцин Центре

16:51При пожаре в Мурманске сгорел гравировальный станок

16:45На пришвартованном в порту Мурманска судне произошла кража

16:34Синоптики Заполярья обещают в конце марта до -25°

16:27В Мурманске представят интерактивную карту «69 чудес Кольского Севера»

16:11Полиция Мурманска проверяет интернет-магазин с наркотиками

15:48Александр Поветкин станет почетным гостем первенства по боксу в Кировске

15:39Собака загрызла своего хозяина на глазах у журналистов

15:31Инспектор колонии в Ревде попался на взятке за алкоголь для осуждённых

15:15В Кировске готовятся к съёмкам сериала «Мёртвое озеро»

15:10В Мурманской области «Норникель» потратит на экологические проекты более полутора млрд рублей

15:05МАКСИМ ГОРНАЕВ. Что выросло, то выросло

15:00В Печенгском районе иномарка влетела в снегоход, пострадал пенсионер

14:42Вылов трески в Северном бассейне снизился на 18 тысяч тонн

Все новости