tazhur (tazhur) wrote in eot_su,
tazhur
tazhur
eot_su

Многообещающее возрождение научных разработок 20-летней давности

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 (см. фоторепортаж) 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.

[Spoiler (click to open)]- 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.


"Российская газета", 18.12.2013

Tags: СССР
Subscribe
promo eot_su february 26, 2015 13:13 43
Buy for 10 000 tokens
25 февраля — 40 дней со дня гибели наших товарищей. В этом номере газеты их последний бой и их самих вспоминают боевые друзья. памяти наших товарищей Игоря Юдина, Евгения Белякова и Евгения Красношеина, героически погибших при защите Донецка 17 января 2015 года Вольга, командир Отдельной…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments