Термоядерная энергетика

Человечество стало очень расточительным. Оно тратит на свои нужды так много полезных ископаемых, что едва успевает находить их в недрах земли. Особенно тревожное положение возникло с энергетическими ресурсами. Некоторых невозобновляемых видов сырья может хватить при современных размерах потребления лишь на несколько десятков лет. Угля хотя и много, но его месторождения не очень удобны для использования. Это заставляет ученых искать новые источники энергии. И одним из них может стать управляемый термоядерный синтез, который откроет путь к неорганическим источникам энергии. Современной электростанции мощностью в 1 млн. кВт каждый день требуется примерно 750 т угля, или 400 т нефти, или 250 г урана-235, а тяжелого водорода (дейтерий) для термоядерного реактора нужно будет лишь 34 г. Дейтерий — очень распространенное вещество, запасы его практически неисчерпаемы.

Использование в качестве горючего чистого дейтерия — дело будущего. Пока же ролью человека является создание реактора на дейтерии и тритии (еще один изотоп водорода), который станет вырабатываться из лития. Конечно, лития на земле меньше, чем дейтерия, но и требуется он в незначительных количествах.

О том, какую гигантскую энергию таит в себе термоядерная реакция, люди узнали еще при первых взрывах водородных бомб. И когда ученые решили использовать «термояд» для выработки электричества, казалось, что осуществить это нетрудно. Но прошло более четверти века, а термоядерный синтез освоить пока не удалось.

Термоядерная реакция протекает при колоссальной температуре — до 100 млн. градусов. Человек сумел получить такие температуры в лабораторных условиях. Однако энергию плазмы можно удержать лишь десятые доли секунды. При выключении средств нагрева плазма быстро остывает и реакция прекращается. Для того чтобы термоядерный синтез стал управляемым, превратился в непрерывный процесс, необходимо продлить время остывания плазмы до 1—2 с. Это возможно за счет увеличения объема плазмы.

Для управления раскаленной плазмой российские ученые предложили использовать специальные магнитные ловушки, разработали установку «Токамак» (от начальных букв слов «тороидальная камера с магнитными катушками»). Общепризнано, что этот путь к управляемому термоядерному синтезу наиболее перспективен. Токамаки созданы в разных странах.

В Институте атомной энергии имени И. В. Курчатова при участии многих научных учреждений и предприятий страны создается новая, более мощная исследовательская установка «Токамак-15». Она значительно приблизит нас к овладению энергией «земного солнца».

Термоядерные электростанции будут значительно "чище", безопаснее, чем атомные. Однако для таких электростанций потребуется очень сложное и дорогое оборудование. И первый электрический ток, полученный с помощью термоядерного синтеза, будет дороже «обычного». Но будущее за этими электростанциями.

Человек уже сейчас думает об экономичности и высокой «производительности» будущих реакторов. Выяснилось, например, что можно получить энергии в несколько раз больше, если вокруг зоны термоядерной реакции разместить уран-238, который в обычном атомном реакторе практически не сгорает. А в термоядерном реакторе из него можно попутно (в ходе реакции) получать плутоний, который станет сырьем для атомных электростанций. В нашей стране прорабатывается идея первого опытного гибридного термоядерного реактора. Помимо электроэнергии, он сможет давать за год до 150 кг плутония.

После 1956 г. в области исследований по управляемому термоядерному синтезу широко развивается международное сотрудничество. В 1978 г., например, России предложил совместную работу над созданием международного токамака-реактора по программе «Интор».

Международное сотрудничество в любой области деятельности отвечает самой сути нашего миролюбивого государства. И тем более это важно, когда речь идет об использовании ядерной энергии в мирных целях.

Как уже говорилось, создание термоядерного реактора — дело весьма дорогостоящее. По стоимости его можно сравнить с очень крупным заводом. При совместном решении этой проблемы расходы каждой отдельной страны могут быть снижены в два-три раза. А главное, объединенные усилия позволят создать более надежный реактор.

В осуществлении проекта принимают участие Россия, «Евратом», США, Япония. Создана международная рабочая группа, которая регулярно (три-четыре раза в год) собирается в Вене, где находится Международное агентство по атомной энергии — МАГАТЭ. После первой встречи (1979) подготовлено физическое обоснование, сделан эскизный проект, проводится очень подробная работа по его улучшению.

Детские спортивные уголки для дома