Реактор, возведение которого началось на юге Франции ещё в 2007 году, сегодня уже называют самой сложной машиной в истории человечества. Над ним работают специалисты из ЕС, США, России, Индии, Южной Кореи, Китая и Японии.
Общие затраты на воплощение идеи в реальность оцениваются в 24 млн долларов. Это делает ITER вторым по дороговизне проектом в мире, уступающим лишь американской космической программе "Аполлон", целью которой была высадка человека на Луну.
Предположительно, так будет выглядеть токамак ITER в работе. Фото Iter
Предположительно, так будет выглядеть токамак ITER в работе. Фото Iter1/3
Основная задача реактора – обеспечить человечество неисчерпаемым источником энергии, благодаря чему люди смогут раз и навсегда отказаться от использования ископаемого топлива и решить энергетический кризис. Учёные надеются, что энергия, которую они получат в результате термоядерного синтеза, может также использоваться для ракет и космических аппаратов. И тогда, например, до планеты Марс можно будет добраться за 90 дней – сегодня на это требуется не менее 8 месяцев.
180
га земли коммуны Сен-Поль-ле-Дюранс занимают сооружения ITER
Слияние против деления
Традиционные атомные станции работают путём деления. Это процесс, в котором тяжёлое атомное ядро (например, уран или плутоний) пытаются дестабилизировать, "бомбардируя" его нейтронами до тех пор, пока оно не разделится на две или более частей, высвобождая энергию. С помощью ITER энергию надеются получать путём слияния. Два лёгких ядра (например, водород, дейтерий и тритий) объединяются при высоких температурах, (которые достигают 150 млн градусов Цельсия), преодолевая электростатические силы отталкивания. В результате образуется тяжёлый, горячий, электрически заряженный газ – так называемая плазма. Термоядерная реакция – это тот же процесс, который происходит внутри Солнца, он считается чистым и относительно безопасным.
Главная проблема – сооружение достаточно прочной оболочки, которая смогла бы сдержать плазму. Кроме того, очень сложно достичь момента "приращения энергии", когда из синтеза можно получить больше энергии, чем нужно на него потратить.
Что делает ITER
В основе ITER лежит система токамак – тороидальных камер с магнитными катушками. Она позволяет долговременно сохранять плазму в стабильном состоянии. Идея токамака была разработана и впервые в мире технологически реализована в Курчатовском институте в середине XX века. А сам термин «токамак», который заимствован многими языками, был придуман учеником Курчатова – он сложил в единое слово первые слоги названия системы.
Машина высотой в 60 метров весит 23 тыс. тонн, 10 из которых – это сверхпроводящие магниты, которые будут производить магнитные поля для запуска, ограничения, формирования и управления плазмой, которая, как ожидается, будет генерировать около 500 Вт выходной мощности.
Как сообщается на сайте ITER, чтобы начать процесс, воздух и примеси сначала выпускаются из вакуумной камеры, магнитные системы, которые помогут ограничить и контролировать плазму, запускаются и вводится газообразное топливо. Когда мощный электрический ток проходит через сосуд, газ электрически разрушается, ионизируется (электроны удаляются из ядер) и образуется плазма. По мере того как частицы плазмы подпитываются и сталкиваются, они также начинают нагреваться. Вспомогательные методы нагрева помогают довести плазму до температуры плавления (от 150 до 300 миллионов °C). "Заряженные" до такой степени частицы могут преодолеть своё естественное электромагнитное отталкивание и плавятся, высвобождая огромное количество энергии.
Что дальше
После того как из Индии прибыли все четыре части криостата – крупнейшего компонента токамака, который представляет собой оболочку из нержавеющей стали, была названа точная дата запуска ITER и получения первой плазмы – декабрь 2025 года. Однако даже тогда ещё нельзя будет говорить об окончательной победе – учёные прогнозируют, что на корректировку всех процессов потребуется не менее 10 лет.
В то же время, если проект всё же удастся воплотить в жизнь, человечество наконец получит устойчивый источник альтернативной энергии, а значит, апокалиптические войны за воду и пищу в будущем ему не грозят.