Thermonukleare Energie: Zustand und Perspektiven

Der Artikel diskutiert die Gründe, warum die kontrollierte thermonukleare Fusion bisher keine industrielle Anwendung gefunden hat.

In den fünfziger Jahren des letzten Jahrhunderts erschütterten mächtige Explosionen die Erde Fusionsbombenes schien wie vor friedlichem Gebrauch Kernfusionsenergie es ist sehr wenig übrig: ein oder zwei Jahrzehnte. Es gab Gründe für diesen Optimismus: Nur 10 Jahre vergingen vom Einsatz der Atombombe bis zur Schaffung des Reaktors, der Strom erzeugte.

Aber die Aufgabe der Eindämmung Fusion stellte sich als ungewöhnlich komplex heraus. Jahrzehnte vergingen nacheinander, und es wurde nie Zugang zu unbegrenzten Energiereserven erhalten. Während dieser Zeit verschmutzte die Menschheit, die fossile Ressourcen verbrannte, die Atmosphäre mit Emissionen und überhitzte sie mit Treibhausgasen. Die Katastrophen in Tschernobyl und Fukushima-1 diskreditierten die Kernenergie.

Was hat uns daran gehindert, einen so vielversprechenden und sicheren Prozess der Fusion zu meistern, der das Problem der Energieversorgung der Menschheit für immer beseitigen könnte?

Zunächst war klar, dass für die Reaktion die Wasserstoffkerne so eng zusammengeführt werden mussten, dass die Kernkräfte unter Freisetzung einer erheblichen Energiemenge den Kern eines neuen Elements bilden konnten - Helium. Wasserstoffkerne werden jedoch durch elektrische Kräfte voneinander abgestoßen. Eine Bewertung der Temperaturen und Drücke, bei denen die kontrollierte thermonukleare Reaktion beginnt, ergab, dass kein Material solchen Temperaturen widerstehen kann.

Aus den gleichen Gründen wurde reines Deuterium, das Isotop des Wasserstoffs, verworfen. Nach Milliarden von Dollar und Jahrzehnten konnten die Wissenschaftler die thermonukleare Flamme für kurze Zeit entzünden. Es bleibt zu lernen, wie man das Fusionsplasma für eine lange Zeit hält. Es war notwendig, von der Computermodellierung zum Bau eines realen Reaktors überzugehen.

Zu diesem Zeitpunkt wurde klar, dass die Anstrengungen und Ressourcen eines separaten Staates für den Bau und Betrieb von Pilot- und Pilotanlagen nicht ausreichen würden. Im Rahmen der internationalen Zusammenarbeit wurde beschlossen, ein Projekt eines experimentellen Kernreaktors im Wert von mehr als 14 Milliarden US-Dollar durchzuführen.

1996 stellten die Vereinigten Staaten ihre Teilnahme und dementsprechend die Finanzierung des Projekts ein. Die Umsetzung ging einige Zeit auf Kosten Kanadas, Japans und Europas, kam aber nie zum Bau des Reaktors.

Das zweite ebenfalls internationale Projekt wird in Frankreich durchgeführt. Ein langfristiger Plasmaeinschluss erfolgt aufgrund einer speziellen Form des Magnetfelds - in Form einer Flasche. Die Grundlage dieser Methode wurde von sowjetischen Physikern gelegt. Zuerst Installation vom Typ "Tokamak" sollte dem Ausgang mehr Energie geben, als für das Zünden und Halten des Plasmas aufgewendet wird.

Bis 2012 sollte die Installation des Reaktors abgeschlossen sein, es liegen jedoch keine Informationen über den erfolgreichen Betrieb vor. Vielleicht hat der wirtschaftliche Umbruch der letzten Jahre die Pläne der Wissenschaftler angepasst.

Schwierigkeiten beim Erreichen einer kontrollierten Fusion brachte viele Spekulationen und falsche Berichte über die sogenannten hervor "Kalte" thermonukleare Fusionsreaktion. Trotz der Tatsache, dass noch keine physikalischen Fähigkeiten oder Gesetze gefunden wurden, behaupten viele Forscher, dass es sie gibt. Immerhin steht zu viel auf dem Spiel: von Nobelpreisen für Wissenschaftler bis zur geopolitischen Herrschaft des Staates, der diese Technologie beherrscht und Zugang zu Energie im Überfluss erhält.

Aber jede solche Botschaft ist übertrieben oder ehrlich gesagt falsch. Seriöse Wissenschaftler beziehen sich auf die Existenz einer ähnlichen Reaktion mit Skepsis.

Die realen Möglichkeiten, die Synthese und den Beginn des industriellen Betriebs von Kernreaktoren zu beherrschen, werden auf die Mitte des 21. Jahrhunderts zurückgeschoben. Zu diesem Zeitpunkt ist es möglich, die erforderlichen Materialien auszuwählen und deren sicheren Betrieb zu ermitteln. Da solche Reaktoren mit Plasma mit sehr geringer Dichte arbeiten, Sicherheit der Fusionskraft wird viel höher sein als Kernkraftwerke.

Jede Verletzung in der Reaktionszone "löscht" sofort die thermonukleare Flamme. Sicherheitsmaßnahmen sollten jedoch nicht vernachlässigt werden: Die Kapazität der Reaktoren wird so groß sein, dass ein Unfall selbst in den Wärmeentnahmekreisen sowohl zu Opfern als auch zu Umweltverschmutzung führen kann. Das einzige, was noch übrig ist, ist klein: Warten Sie 30-40 Jahre und sehen Sie die Ära des Energieüberflusses. Wenn wir überleben, natürlich.