Когда будет термояд?

Энергетический вопрос всегда стоял перед человечеством. Дровишки, уголь, нефть и возобновляемые источники это, конечно, хорошо, но будущее за ядерной энергетикой. Хотя это и не безопасно (см. Чернобыль, Фукусима). На данный момент в 31 государстве планеты эксплуатируется 190 атомных электростанций.

А также есть ITER — международный проект по созданию термоядерного реактора, который официально перешел из стадии строительства на стадию сборки. Сегодня в нем участвуют семь стран-партнеров: ЕС (выступают как единый участник), Китай, Индия, Япония, Россия, Корея и США.

Комплекс с термоядом уютно расположился на 180 га земли коммуны Сен-Поль-ле-Дюранс (Прованс-Альпы-Лазурный Берег, регион южной Франции), которая уже стала домом для французского ядерного научно-исследовательского центра СЕА (Commissariat à l’énergie atomique, Комиссариат атомной энергетики).

Если объяснять на пальцах, термоядерный реактор — это когда в магнитном поле удерживают плазму с температурой в 150 раз выше, чем на Солнце, а в трех метрах от нее находится охлаждающий контур гигантских катушек с температурой почти абсолютного ноля по Кельвину. По факту получается самая горячая и самую холодная точки в галактике под одним колпаком (но это не точно). В реакторе два изотопа водорода «сплавляются» в гелий, высвобождая нейтрон, обладающий огромной энергией. По сути, это Солнце.

У термоядерного синтеза огромные перспективы:

• Топливо для реакции, по сути, бесконечно, существующих запасов землянам хватит на миллионы лет: дейтерий доступен в Мировом океане, а тритий можно производить в неограниченном количестве из лития.
• Взрыв или ядерное разрушение в результате неконтролируемой термоядерной реакции невозможны в принципе. Если что-то идет не так, реакция просто затухает.
• Отсутствие выбросов. На выходе получается гелий, который остается в плазме и подогревает ее, а также нейтрон с большой кинетической энергией, который нужно просто поймать. Сама установка, конечно, облучается нейтронами, но не производит ядерные отходы.

Термоядерный реактор ITER в разрезе

Впервые о проекте ITER публично заговорили в 1985 году и благополучно забыли до нового тысячелетия. А строить начали в 2007 и закончили летом этого года, начав получать материалы для сборки самого реактора.

На данном этапе речь не идет о коммерческом производстве электроэнергии путем термоядерного синтеза. Нейтроны не будут захватываться, а их энергия не будет преобразовываться в электричество. Нейтроны будут выходить из установки, и их будут задерживать бетонные стены здания. Частицы будут проникать в комнаты и ячейки, поэтому во время работы установки людей в здании не будет.

В теории есть несколько способов использовать кинетическую энергию нейтронов во благо. Один из них — нагреть воду и поставить турбину. Второй путь — гибридный. Небольшой токамак можно обложить ураном-238 и использовать нейтроны для поддержания реакции распада урана. Элемент будет работать только за счет того, что его бомбардируют нейтроны, которые появляются, когда идет термоядерная реакция.

А финальная цель — это, конечно, чистый термояд, где нет урана и ядерных отходов. Если ITER выполнит свою функцию и к 2035–2045 годам ответит на вопрос, можно ли получить выход энергии в десятки раз больше, чем затрачено, начнется строительство демонстрационной станций. И в лучшем случае к 2050-му она даст ответ, будет ли у проекта коммерческий старт.

В общем — перспективы у термояда есть и он скорее всего будет. Мне лично этот проект крайне интересен.

(для заинтересовавшихся большой лонгрид по ITER — здесь)