Termonukleär energi: tillstånd och framtidsutsikter

Artikeln diskuterar orsakerna till att hittills kontrollerad termonukleär fusion inte har funnit industriell tillämpning.

När på 50-talet av förra seklet skakade kraftiga explosioner jorden fusionsbomberdet verkade som före fredlig användning kärnfusionsenergi det finns väldigt lite kvar: ett eller två decennier. Det fanns orsaker till en sådan optimism: det gick bara tio år från det ögonblick som atombomben användes tills reaktorn skapades som genererade el.

Men uppgiften att bromsa kärnfusion visade sig vara ovanligt komplexa. Årtionden passerade efter varandra och tillgång till obegränsade energireserver erhölls aldrig. Under denna tid förorenade mänskligheten, förbränna fossila resurser, atmosfären med utsläpp och överhettade den med växthusgaser. Katastroferna i Tjernobyl och Fukushima-1 diskrediterade kärnenergi.

Vad hindrade oss från att behärska en så lovande och säker fusionsprocess, som för evigt kunde ta bort problemet med att förse mänskligheten med energi?

Ursprungligen var det tydligt att för reaktionen att äga rum var det nödvändigt att föra samman vätekärnorna så tätt att kärnkrafterna kunde bilda kärnan i ett nytt element - helium med frisättning av en betydande mängd energi. Men vätekärnor avvisas från varandra av elektriska krafter. En bedömning av temperaturerna och trycket vid vilken den kontrollerade termonukleära reaktionen börjar visade att inget material kan motstå sådana temperaturer.

Av samma skäl avvisades rent deuterium, isotopen av väte,. Efter att ha använt miljarder dollar och decennier av tid kunde forskarna äntligen tända den termonukleära lågan under en mycket kort tid. Det återstår att lära sig att hålla fusionsplasma under lång tid. Det var nödvändigt att gå från datormodellering till konstruktionen av en riktig reaktor.

I detta skede blev det tydligt att ansträngningarna och resurserna i en separat stat inte skulle räcka för byggande och drift av pilot- och pilotanläggningar. Inom ramen för internationellt samarbete beslutades att genomföra ett projekt med en experimentell termonukleär reaktor värd mer än 14 miljarder dollar.

Men 1996 slutade USA sitt deltagande och följaktligen finansieringen av projektet. Under en tid gick genomförandet på bekostnad av Kanada, Japan och Europa, men det kom aldrig till konstruktionen av reaktorn.

Det andra projektet, även internationellt, genomförs i Frankrike. Långvarig plasmabegränsning inträffar på grund av en speciell form av magnetfältet - i form av en flaska. Grunden för denna metod läggs av sovjetiska fysiker. först installation av typen "Tokamak" borde ge mer energi till utgången än som spenderas på att antända och hålla i plasma.

År 2012 borde installationen av reaktorn ha slutförts, men det finns ingen information om framgångsrik drift. Kanske har de senaste årens ekonomiska omvälvningar gjort anpassningar till forskarnas planer.

Svårigheter att uppnå kontrollerad fusion skapade en hel del spekulationer och falska rapporter om den så kallade "Kall" termonukleär fusionsreaktion. Trots att inga fysiska förmågor eller lagar ännu har hittats hävdar många forskare att det finns. När allt kommer omkring är insatserna för höga: från Nobelpriser för forskare till statens geopolitiska dominans, som har behärskat sådan teknik och fått tillgång till energitillstånd.

Men varje sådant meddelande är överdrivet eller uppriktigt falskt. Allvarliga forskare hänför sig till förekomsten av en liknande reaktion med skepsis.

De verkliga möjligheterna att bemästra syntesen och början av industriell drift av termonukleära reaktorer skjuts tillbaka till mitten av 2000-talet. Vid denna tidpunkt kommer det att vara möjligt att välja nödvändigt material och uträtta säker drift. Eftersom sådana reaktorer kommer att arbeta med mycket låg densitet plasma, fusionskraftsäkerhet kommer att vara mycket högre än kärnkraftverk.

Eventuella kränkningar i reaktionszonen "släcker" omedelbart den termonukleära lågan. Men säkerhetsåtgärder bör inte försummas: reaktorns enhetskapacitet kommer att vara så stor att en olycka även i värmeavtagningskretsarna kan leda till både offer och miljöföroreningar. Det enda som finns kvar är litet: vänta 30-40 år och se eran med energitillstånd. Om vi ​​överlever, naturligtvis.