×

Частное учреждение по обеспечению научного развития
атомной отрасли «Наука и инновации»

Приручить плазму: почему Россия сделала ставку на термоядерный синтез


03 декабря
2024

Позволит ли наука создать «ручное солнце», которое обеспечит человечество энергией на миллионы лет

Тему экологии и невозобновляемости ресурсов, которые используют в качестве источников энергии, регулярно обсуждают как в СМИ, так и на правительственном уровне. Кажется, что от обычного человека эти разговоры далеки. Наука же действует на опережение: сейчас ученые разных стран осваивают новые технологии, в том числе в термоядерной энергетике. Эти разработки призваны обеспечить человечество электричеством на миллионы лет вперед.

В России для этого реализуется федеральный проект «Разработка технологий управляемого термоядерного синтеза и инновационных плазменных технологий» комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии в Российской Федерации» (РТТН). В следующем году он трансформируется в федеральный проект «Технологии термоядерной энергетики» нового национального проекта «Новые атомные и энергетические технологии». Когда ждать прорыв в области энергетики и как существующие термоядерные технологии меняют жизнь человека уже сейчас, разбираются «Ведомости.Наука».

«Ручное солнце» на миллионы лет

Традиционная атомная энергетика, в частности современные АЭС, получает электричество и тепло за счет энергии, которая выделяется при делении тяжелых атомных ядер на более легкие. В основе управляемого термоядерного синтеза лежит другой, обратный, принцип: извлечение энергии при слиянии легких атомных ядер и образовании более тяжелого. При этом его масса меньше, чем суммарно у исходных ядер, а разница высвобождается в виде энергии.

Термоядерный синтез не был выдуман человеком. Такую реакцию можно наблюдать в космосе – например, в звездных ядрах. Благодаря этому будущую электростанцию, основанную на таком принципе, зачастую сравнивают с «ручным солнцем».

Если ученым удастся создать электростанцию на основе термоядерного синтеза, энергия станет практически неисчерпаемой. В качестве топлива для будущих реакторов планируется использовать смесь изотопов водорода: дейтерия и трития. Нескольких граммов хватит на выработку тераджоуля энергии — столько потребляет среднестатистический человек за 60 лет.

Дейтерий, содержащийся в морской воде, можно получить благодаря уже освоенной технологии: сейчас производят десятки тысяч тонн этого элемента в год. Трудность может возникнуть с тритием, поскольку в природе он почти не встречается. Его планируют синтезировать путем нейтронного облучения лития, запасы которого исчисляются десятками миллионов тонн. Полученного количества трития должно хватить на миллионы лет использования в термоядерных реакторах.

Ключевым преимуществом электростанции с термоядерным реактором ученые называют экологичность: в процессе работы не создаются долгоживущие радиоактивные отходы. В случае возникновения неисправностей достаточно будет отключить электромагнитное поле, что просто остановит реакцию, поясняет глава проектного офиса по управлению термоядерным синтезом (УТС) частного учреждения «Наука и инновации» (госкорпорация «Росатом») Андрей Аникеев.

Полный материал: Ведомости.Наука