—олнце в миниатюре

—олнце в миниатюре

Ќачались работы по строительству реактора »“Ё– Ц самого грандиозного мирового эксперимента в области термо€дерного синтеза.

ѕод пал€щими лучами €ркого солнца мы проходим сквозь р€ды бетонных блоков высотой в человеческий рост. —отни этих глыб расход€тс€ от центральной точки и выстроены в линии Ц это напоминает детский рисунок солнца, почему-то оказавшегос€ на дне большого известн€кового карьера на юге ‘ранции. ћожно подумать, что € нахожусь на месте поклонени€ ближайшей к нам звезде, и в некоторой степени это действительно так. ≈сли все пойдет по плану, пространство надо мной когда-нибудь озаритс€ первой самоподдерживающейс€ термо€дерной реакцией и станет искусственным светилом с температурой в 10 раз выше, чем у —олнца, дар€щего жизнь нашей планете.

¬ верхней части блоков установлены амортизаторы, позвол€ющие гасить вибрации. Ёто сделано дл€ защиты возводимого сооружени€ в случае землетр€сени€. ¬се вместе они образуют фундамент дл€ »“Ё– Ц международного экспериментального термо€дерного реактора Ц амбициозного и выдающегос€ совместного проекта семи ведущих мировых энергетических держав:  ита€, »ндии, японии, ёжной  ореи, –оссии, —Ўј и ≈вропейского —оюза. ≈го задача Ц создать первый в мире вырабатывающий энергию термо€дерный реактор, где будут происходить процессы, аналогичные тем, что происход€т на —олнце и большинстве других звезд. ѕри сверхвысоких температурах и давлени€х два атома водорода (дейтерий и тритий) сливаютс€, образу€ гелий, при этом энергии выдел€етс€ больше, чем расходуетс€ на поддержание процесса.

“ермо€дерный синтез имеет массу преимуществ перед своим более опасным родственником Ц процессом €дерного делени€, и уже давно считаетс€ эффективным источником энергии. ќднако только сегодн€, после серьезных урезаний бюджета в 1990-х годах и многих лет ожесточенных политических распрей относительно выбора места строительства, огромные конструкции и устройства будущего »“Ё– начинают обретать форму. ЂЁто одно из самых сложных сооружений, какие только можно себе представить, Ц говорит –ичард ѕиттс, руководитель группы по исследованию взаимодействи€ плазмы со стенкой токамака »“Ё–. Ц Ёто воистину грандиозное научное меропри€тиеї.

«дание высотой 60 метров, которое однажды по€витс€ здесь, станет центральным элементом в комплексе из 39 сооружений. ¬ нем разместитс€ тороидальна€ камера Ц сердце »“Ё–, где будет находитьс€ раскаленна€ смесь водорода и гели€. ѕри высочайшей температуре Ц 150 миллионов градусов ÷ельси€ Ц дейтерий (изотоп водорода с одним дополнительным нейтроном) и тритий (изотоп с двум€ нейтронами) переход€т в агрегатное состо€ние плазмы, в котором их €дра сливаютс€ и образуют гелий. Ќаход€сь в состо€нии Ђгор€щей плазмыї, они станут выдел€ть энергию в виде нейтронов, которые будут нагревать стенки реактора, а в реакторах новых поколений, возможно, будут использоватьс€ дл€ вращени€ турбины..

—хема_–еактор_будущего –еактор будущего. —амые большие в мире магниты будут удерживать тороидальную камеру со сверхраскаленной плазмой. ¬нутри нее €дра водорода будут сливатьс€ и образовывать гелий. ¬озможно, в итоге мы увидим первое в мире искусственное Ђгорение плазмыї

≈сли плазму можно назвать сердцем »“Ё–, то его скелетом €вл€ютс€ магниты. ƒл€ сдерживани€ сверхраскаленной зар€женной массы потребуетс€ несколько самых крупных в мире магнитов. —амыми большими из них станут полоидальные катушки, которые будут горизонтально расположены вокруг тороидальной камеры. »х ширина 25 метров и вес более 400 тонн. »з-за этого катушки слишком крупны дл€ транспортировки, и поэтому они будут собраны пр€мо на месте эксплуатации в специально возведенном дл€ этого ангаре длиной 250 метров.

ѕри входе он кажетс€ совершенно пустым, а его пол блестит, словно мокрый. ќт потолка нависает огромный кран, установленный на рельсах, идущих по всей длине здани€. »менно здесь, неспешно передвига€сь по сборочной линии сверхточного производства, по€в€тс€ на свет выполненные из ниобиево-титанового сплава катушки электромагнита. √отовые магниты будут иметь практически идеально ровную поверхность Ц максимально допустимые отклонени€ составл€ют всего 2 мм в высоту.

ѕосле установки гигантские магниты будут охлаждены до температуры, котора€ лишь на 4 градуса превышает абсолютный ноль и составит около минус 269 ∞C. Ёто сделает их сверхпровод€щими и позволит ограничить потребление ими энергии. ¬ итоге один из самых холодных предметов на планете будет находитьс€ всего лишь в нескольких метрах от одной из самых гор€чих субстанций во всей ¬селенной Ц плазмы реактора »“Ё–.

 онечный пункт нашей экскурсии Ц кабины, в которых в насто€щее врем€ работают создатели »“Ё–. ¬ них мы можем познакомитьс€ с работой еще одной жизненно важной дл€ реализации проекта технологией: робототехникой. ’от€ €дерный синтез и намного безопаснее, чем €дерное деление, в ходе него все равно образуютс€ радиоактивные и токсичные вещества. »сточником большинства из них €вл€ютс€ нейтроны высокой энергии, которые постепенно проникают в стенки корпуса и создают такие изотопы, как кобальт-60. “ритий также обладает радиоактивностью, а бериллий, используемый дл€ облицовки стен, €довит.

–оботы из виртуальной реальности

ƒл€ решени€ вопросов безопасности проектировщики »“Ё– работают над созданием системы дистанционного управлени€, включающей в себ€ множество Ђ€дерных подъемниковї, каждый из которых имеет размер большого автобуса. »х механические Ђрукиї-манипул€торы будут использоватьс€ дл€ удалени€ и транспортировки отработавших свой срок компонентов из корпуса реактора в специальное хранилище, называемое гор€чей камерой, а также дл€ установки на их место новых деталей. ѕо словам ƒжима ѕалмера, инженера по дистанционному управлению реактором »“Ё–, крайне важно, что роботы пригод€тс€ дл€ выполнени€ непредвиденных задач. Ђ»“Ё– Ц эксперимент, Ц говорит он. Ц » многие физики захот€т поиграть с новым устройствомї.

Ќа јЁ— уже сегодн€ используетс€ роботизированное оборудование, облегчающее работу с радиоактивными материалами. Ђ–еактор јЁ— представл€ет собой р€д движущихс€ вверх-вниз стержней, Ц говорит  арло ƒамиани, руководитель проектной группы по дистанционному управлению реактором »“Ё–. Ц ќднако »“Ё– имеет тороидальный корпус, дл€ доступа внутрь которого требуетс€ выполнить сложную последовательность действийї.

»менно поэтому операторы »“Ё– планируют использовать дл€ контрол€ за роботами систему виртуальной реальности. ¬иртуальна€ модель обеспечит более пон€тную картину, чем установленные внутри реактора радиационно стойкие камеры, и позволит более аккуратно и точно перемещать механические Ђрукиї. —истема также запрограммирована на предсказание столкновений. Ёто позволит оператору быстро их предотвращать.

—ледующей после начала синтеза задачей станет поиск способа получени€ трити€ внутри самого реактора (через бомбардировку литиевой мишени нейтронами, получаемыми в процессе синтеза). ƒл€ запуска реактора тритий будет закуплен, однако, чтобы термо€дерный синтез стал экономически эффективным (1 килограмм трити€ стоит около 30 миллионов долларов, дл€ запуска требуетс€ как минимум три килограмма. Ц –ед.), необходимо научитьс€ вырабатывать этот изотоп.

Ђћы с волнением ждем того момента, когда сможем увидеть гор€щую плазму, Ц говорит ƒеннис ”айт (Dennis Whyte), ученый-€дерщик из ћассачусетского технологического института (—Ўј). Ц Ќам предстоит зажечь новую звезду на нашей планетеї.

журнал New Scientist

  • ƒата публикации: 13.09.2012
  • 1745
ќќќ Ђƒ≈Ћќ¬џ≈ —»—“≈ћџ —¬я«»ї
ќтраслевой информационно-аналитический портал, посв€щЄнный энергетике Ѕеларуси. јктуальные новости и событи€. ѕодробна€ информаци€ о компани€х, товары и услуги.
220013
–еспублика Ѕеларусь
ћинск
ул. ул. Ѕ. ’мельницкого, 7, офис 310
+375 (17) 336 15 55 , +375 (25) 694 54 56 , +375 (29) 302 40 02 , +375 (33) 387 08 05
+375 (17) 336 15 56
info@energobelarus.by
ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

ЁнергоЅеларусь

191611654
5
5
1
150
150