Термоядролын реакторыг хэн барьж байна вэ? Итер - олон улсын термоядролын реактор (iter) Fusion станцууд

Өнөөдөр олон улс термоядролын судалгаанд оролцож байна. Тэргүүлэгч нь Европын холбоо, АНУ, Орос, Япон байгаа бол Хятад, Бразил, Канад, Солонгос зэрэг орнуудад хөтөлбөрүүд хурдацтай өргөжиж байна. Эхлээд АНУ, ЗСБНХУ-ын хайлуулах реакторууд нь цөмийн зэвсгийн хөгжилтэй холбоотой байсан бөгөөд 1958 онд Женевт болсон Энх тайвны төлөөх атомын бага хурал хүртэл ангилагдсан хэвээр байв. ЗХУ-ын токамак байгуулагдсаны дараа 1970-аад онд цөмийн хайлуулах судалгаа "том шинжлэх ухаан" болсон. Гэвч төхөөрөмжүүдийн өртөг, нарийн төвөгтэй байдал нь олон улсын хамтын ажиллагаа нь урагшлах цорын ганц арга зам болж хувирав.

Дэлхий дээрх термоядролын реакторууд

1970-аад оноос хойш хайлуулах энергийн арилжааны хэрэглээ тасралтгүй 40 жилээр хойшлогдож байна. Гэсэн хэдий ч сүүлийн жилүүдэд энэ хугацааг богиносгох боломжийг олгосон олон зүйл тохиолдсон.

Европын JET, Британийн MAST, АНУ-ын Принстон дахь TFTR туршилтын хайлуулах реактор зэрэг хэд хэдэн токамак баригдсан. Францын Кадараш хотод олон улсын ITER төсөл одоогоор баригдаж байна. Энэ нь 2020 онд үйл ажиллагаагаа явуулж эхлэхэд хамгийн том токамак болно. 2030 онд Хятад улс CFETR-ийг барьж, ITER-ийг давах болно. Үүний зэрэгцээ Хятад улс туршилтын хэт дамжуулагч токамак EAST дээр судалгаа хийж байна.

Өөр нэг төрлийн хайлуулах реактор болох стеллаторууд нь судлаачдын дунд түгээмэл байдаг. Хамгийн том хүмүүсийн нэг болох LHD нь 1998 онд Японы үндэсний хүрээлэнд ажиллаж эхэлсэн. Энэ нь сийвэнгийн хоригдлын хамгийн сайн соронзон тохиргоог олоход хэрэглэгддэг. Германы Макс Планкийн хүрээлэн 1988-2002 оны хооронд Гарчингийн Wendelstein 7-AS реакторын судалгааг хийж байсан бөгөөд одоогоор Wendelstein 7-X реакторын бүтээн байгуулалт нь 19 гаруй жил үргэлжилсэн. Өөр нэг TJII стларатор Испанийн Мадрид хотод ажиллаж байна. АНУ-д 1951 онд энэ төрлийн анхны хайлуулах реакторыг барьсан Принстоны лаборатори (PPPL) зардал хэтэрсэн, санхүүжилтгүйн улмаас 2008 онд NCSX-ийн барилгын ажлыг зогсоосон.

Үүнээс гадна инерцийн хайлуулах судалгаанд ихээхэн ахиц дэвшил гарсан. Ливерморын үндэсний лабораторид (LLNL) 7 тэрбум ам.долларын өртөгтэй Үндэсний гал асаах байгууламж (NIF)-ийн бүтээн байгуулалтыг 2009 оны 3-р сард Цөмийн аюулгүй байдлын үндэсний газраас санхүүжүүлж дуусгасан. Францын Лазер Мегажул (LMJ) 2014 оны 10-р сард ашиглалтад орсон. Цөмийн хайлуулах реакторууд нь цөмийн хайлуулах урвалыг эхлүүлэхийн тулд хэдхэн миллиметр хэмжээтэй бай руу секундын хэдэн тэрбумын дотор 2 сая жоуль гэрлийн энергийг дамжуулдаг лазерыг ашигладаг. NIF болон LMJ-ийн үндсэн зорилго нь үндэсний цэргийн цөмийн хөтөлбөрийг дэмжих судалгаа юм.

ITER

1985 онд Зөвлөлт Холбоот Улс Европ, Япон, АНУ-тай хамтран дараагийн үеийн токамак барихыг санал болгов. Уг ажлыг ОУАЭХА-ийн ивээл дор хийсэн. 1988-1990 оны хооронд олон улсын термоядролын туршилтын ITER реакторын анхны загварууд нь латинаар "зам" эсвэл "аялал" гэсэн утгатай бөгөөд хайлмал нь шингээж авахаас илүү их энерги гаргаж чадна гэдгийг батлах зорилгоор бүтээгдсэн. Канад, Казахстан улсууд мөн оролцож, Евратом, ОХУ-ын зуучлалаар оролцов.

Зургаан жилийн дараа ITER-ийн зөвлөл 6 тэрбум долларын өртөгтэй физик, технологид суурилсан анхны цогц реакторын загварыг батлав. Дараа нь АНУ консорциумаас гарсан нь зардлыг хоёр дахин бууруулж, төслөө өөрчлөхөд хүргэсэн. Үүний үр дүнд ITER-FEAT нь 3 тэрбум долларын өртөгтэй боловч бие даан хариу үйлдэл үзүүлж, эрчим хүчний эерэг тэнцвэрт байдалд хүрдэг.

2003 онд АНУ консорциумд дахин нэгдэж, Хятад улс оролцох хүсэлтэй байгаагаа зарлав. Үүний үр дүнд 2005 оны дундуур түншүүд Францын өмнөд хэсэгт орших Кадарач хотод ITER барихаар тохиролцов. ЕХ болон Франц улс 12.8 тэрбум еврогийн тал хувийг оруулсан бол Япон, Хятад, Өмнөд Солонгос, АНУ, Орос тус бүр 10%-ийг оруулсан байна. Япон улс өндөр технологийн эд ангиудыг хангаж, материалыг турших зориулалттай IFMIF-ийн 1 тэрбум еврогийн байгууламжийг засварлаж, дараагийн туршилтын реакторыг барих эрхтэй болсон. ITER-ийн нийт зардалд 10 жилийн барилгын ажлын хагас, 20 жилийн ашиглалтын зардлын тал нь багтсан болно. Энэтхэг улс 2005 оны сүүлээр ITER-ийн долоо дахь гишүүн болсон.

Соронзыг идэвхжүүлэхгүйн тулд устөрөгчийг ашиглан туршилт 2018 онд эхлэх гэж байна. D-T плазмыг 2026 оноос өмнө ашиглах төлөвтэй байна.

ITER-ийн зорилго нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхгүйгээр 50 МВт-аас бага орцын хүчийг ашиглан 500 МВт (хамгийн багадаа 400 секунд) үйлдвэрлэх явдал юм.

Демогийн хоёр гигаваттын цахилгаан станц нь томоохон хэмжээний үйлдвэрлэлийг тасралтгүй явуулах болно. Демогийн концепцийн зураг төсөл 2017 он гэхэд дуусч, барилгын ажил 2024 онд эхэлнэ. 2033 онд хөөргөх болно.

JET

1978 онд ЕХ (Евратом, Швед, Швейцарь) Европын хамтарсан JET төслийг Их Британид эхлүүлсэн. JET бол өнөөдөр дэлхийн хамгийн том үйл ажиллагаа явуулж буй токамак юм. Үүнтэй төстэй JT-60 реактор нь Японы үндэсний Fusion институтэд ажилладаг боловч зөвхөн JET л дитерий-тритиум түлшийг ашиглах боломжтой.

Уг реакторыг 1983 онд эхлүүлсэн бөгөөд 1991 оны 11-р сард 16 МВт чадалтай, нэг секундэд 5 МВт тогтвортой чадалтай, хяналттай термоядролын хайлуулж чадсан анхны туршилт болсон юм. Халаалтын янз бүрийн схем болон бусад техникийг судлахын тулд олон туршилт хийсэн.

JET-ийн цаашдын сайжруулалт нь түүний хүчийг нэмэгдүүлэх явдал юм. MAST компакт реакторыг JET-тэй хамтран боловсруулж байгаа бөгөөд ITER төслийн нэг хэсэг юм.

K-STAR

K-STAR бол 2008 оны дундуур анхны плазмаа үйлдвэрлэсэн Дэжон дахь Үндэсний Fusion Судалгааны Хүрээлэнгийн (NFRI) Солонгосын супер дамжуулагч токамак юм. Олон улсын хамтын ажиллагааны үр дүн болсон ITER. 1.8 м-ийн радиустай Токамак нь Nb3Sn хэт дамжуулагч соронзыг ашигласан анхны реактор бөгөөд ITER-д төлөвлөсөнтэй адил юм. 2012 он гэхэд дуусгавар болсон эхний үе шатанд K-STAR нь үндсэн технологиудын амьдрах чадварыг нотолж, плазмын импульсийн 20 секунд хүртэл үргэлжлэх ёстой байв. Хоёр дахь шатанд (2013-2017) H горимд 300 секунд хүртэлх урт импульсийг судалж, өндөр хүчин чадалтай AT горимд шилжих шинэчлэгдэж байна. Гурав дахь үе шатны (2018-2023) зорилго нь урт хугацааны импульсийн горимд өндөр бүтээмж, үр ашгийг бий болгох явдал юм. 4-р шатанд (2023-2025 он) DEMO технологийг туршина. Төхөөрөмж нь тритиумтай ажиллах чадваргүй бөгөөд D-T түлш хэрэглэдэггүй.

K-DEMO

АНУ-ын Эрчим хүчний яамны Принстоны плазмын физикийн лаборатори (PPPL) болон Өмнөд Солонгосын NFRI-тай хамтран бүтээсэн K-DEMO нь ITER-ээс гадна арилжааны реакторын хөгжлийн дараагийн алхам болох зорилготой бөгөөд эрчим хүч үйлдвэрлэх чадвартай анхны цахилгаан станц байх болно. цахилгаан сүлжээ, тухайлбал хэдэн долоо хоногийн дотор 1 сая кВт. Энэ нь 6.65 м диаметртэй байх ба DEMO төслийн хүрээнд бүтээгдсэн нөхөн үржихүйн бүсийн модультай байх юм. Солонгосын Боловсрол, шинжлэх ухаан, технологийн яам үүнд нэг их наяд орчим солонгос вон буюу 941 сая ам.долларын хөрөнгө оруулалт хийхээр төлөвлөж байна.

ЗҮҮН

Хэфэй дэх Хятадын Физикийн хүрээлэнгийн Хятадын Туршилтын дэвшилтэт хэт дамжуулагч Токамак (EAST) нь устөрөгчийн плазмыг 50 сая хэмийн температурт бүтээж, 102 секундын турш хадгалжээ.

TFTR

Америкийн PPPL лабораторид TFTR туршилтын хайлуулах реактор 1982-1997 он хүртэл ажиллаж байсан. 1993 оны 12-р сард TFTR нь дейтерий-тритий плазмын өргөн хэмжээний туршилт хийсэн анхны соронзон токамак болжээ. Дараа жил нь уг реактор нь 10.7 МВт-ын хяналттай эрчим хүч үйлдвэрлэж, 1995 онд 510 сая градусын температурт дээд амжилт тогтоожээ. Гэсэн хэдий ч уг байгууламж нь хайлуулах эрчим хүчийг эвдэх зорилгодоо хүрч чадаагүй ч техник хангамжийн дизайны зорилгыг амжилттай биелүүлж, ITER-ийн хөгжилд чухал хувь нэмэр оруулсан.

LHD

Гифу мужийн Токи дахь Японы үндэсний нэгдлийн хүрээлэнгийн LHD нь дэлхийн хамгийн том од байв. Хайлуулах реактор нь 1998 онд ашиглалтад орсон бөгөөд бусад томоохон байгууламжуудтай харьцуулахуйц плазмын хордлогын шинж чанарыг харуулсан. 13.5 кВ (ойролцоогоор 160 сая ° C) ионы температур, 1.44 MJ энергитэй болсон.

Wendelstein 7-X

2015 оны сүүлээр эхэлсэн туршилтын жилийн дараа гелийн температур богино хугацаанд 1 сая °C хүрчээ. 2016 онд 2 МВт чадалтай устөрөгчийн плазмын хайлуулах реактор секундын дөрөвний нэгийн дотор 80 сая °C температурт хүрчээ. W7-X нь дэлхийн хамгийн том од бөгөөд 30 минутын турш тасралтгүй ажиллахаар төлөвлөж байна. Реакторын өртөг нэг тэрбум евро байв.

NIF

Ливерморын үндэсний лабораторид (LLNL) Үндэсний гал асаах байгууламж (NIF) 2009 оны 3-р сард баригдаж дууссан. NIF нь 192 лазерын цацрагийг ашиглан өмнөх лазерын системээс 60 дахин их энерги төвлөрүүлэх чадвартай.

Хүйтэн хайлуулах

1989 оны 3-р сард Америкийн хоёр судлаач Стэнли Понс, Британийн Мартин Флейшман нар өрөөний температурт ажилладаг энгийн ширээний хүйтэн хайлуулах реакторыг хөөргөснөө зарлав. Уг процесс нь дейтерийн цөмийг өндөр нягтралтайгаар төвлөрүүлсэн палладийн электродуудыг ашиглан хүнд усыг электролизээр хийсэн. Судлаачдын үзэж байгаагаар энэ нь зөвхөн цөмийн процессоор тайлбарлагдахуйц дулаан үйлдвэрлэсэн бөгөөд гели, тритиум, нейтрон зэрэг хайлмал бүтээгдэхүүнүүд байсан. Гэсэн хэдий ч бусад туршилтчид энэ туршилтыг давтаж чадаагүй юм. Шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн ихэнх нь хүйтэн хайлуулах реакторууд бодитой гэдэгт итгэдэггүй.

Бага эрчим хүчний цөмийн урвал

"Хүйтэн нэгдэл" гэсэн мэдэгдлүүдийн дагуу эхлүүлсэн судалгаа нь бага эрчим хүчний салбарт зарим эмпирик дэмжлэгтэйгээр үргэлжилсэн боловч нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн шинжлэх ухааны тайлбар байхгүй байна. Цөмийн сул харилцан үйлчлэлийг нейтроныг бий болгох, барихад ашигладаг (мөн тэдгээрийг нэгтгэх шиг хүчирхэг хүч биш). Туршилт нь устөрөгч эсвэл дейтерийг катализаторын давхаргаар дамжуулж, металлтай урвалд оруулдаг. Эрдэмтэд эрчим хүчний ялгаралт ажиглагдсан гэж мэдээлж байна. Гол практик жишээ бол устөрөгчийн никель нунтагтай харилцан үйлчлэлцэж, ямар ч химийн урвал үүсгэж чадахаас илүү их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг.

CADARACHE (Франц), 5-р сарын 25 - РИА Новости, Виктория Иванова.Францын өмнөд хэсэг нь ихэвчлэн Кот-д'Азур дахь амралт, лаванда цэцгийн талбай, Каннын фестивальтай холбоотой байдаг боловч шинжлэх ухаантай холбоотой биш боловч Марсель хотын ойролцоо хэдэн жилийн турш "зууны бүтээн байгуулалт" явагдаж байна - олон улсын термоядролын Кадараче судалгааны төвийн ойролцоо туршилтын реактор (ITER) баригдаж байна.

РИА Новости агентлагийн сурвалжлагч дэлхийн хамгийн том цорын ганц байгууламжийн бүтээн байгуулалт хэрхэн өрнөж, жилд 7 тэрбум киловатт цаг эрчим хүч үйлдвэрлэх хүчин чадалтай "Нарны анхны загвар"-ыг ямар хүмүүс бүтээж байгааг олж мэдэв.

Эхэндээ олон улсын термоядролын туршилтын реакторын төслийг ITER гэж нэрлэдэг байсан бөгөөд энэ нь Олон улсын термоядролын туршилтын реактор гэсэн үгийн товчлол юм. Гэсэн хэдий ч хожим энэ нэрний хувьд илүү сайхан тайлбар гарч ирэв: төслийн нэрийг латин "итер" - "зам" гэсэн үгийн орчуулгаар тайлбарласан бөгөөд зарим улс орнууд "реактор" гэсэн үгийг дурдахаас болгоомжтой холдож эхлэв. иргэдийн ухамсарт аюул, цацрагийн холбоог бий болгох.

Дэлхий нийт шинэ реактор барьж байна. Өнөөдрийн байдлаар Орос, Энэтхэг, Япон, Хятад, Өмнөд Солонгос, АНУ, Европын холбоо уг төсөлд оролцож байна. Европчууд нэг бүлэг болж төслийн 46 хувийг, бусад оролцогч улс тус бүр 9 хувийг хариуцаж байна.

Харилцан төлбөр тооцооны системийг хялбарчлахын тулд байгууллагын хүрээнд тусгай валют зохион бүтээсэн - ITER дансны нэгж - IUA. Оролцогчдын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нийлүүлэх бүх гэрээг эдгээр нэгжүүдэд гүйцэтгэдэг. Ийнхүү барилгын ажлын үр дүн нь үндэсний мөнгөн тэмдэгтийн ханшийн хэлбэлзэл, тухайн улс орон бүрийн эд анги үйлдвэрлэх зардлаас хамааралгүй болсон.

Мөнгөөр бус, харин ирээдүйн суурилуулалтын бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр илэрхийлэгдэх энэхүү хөрөнгө оруулалтын хувьд оролцогчид ITER-д хамрагдсан бүх төрлийн технологид бүрэн нэвтрэх боломжтой болно. Ийнхүү Францад “Термоядролын реактор бүтээх олон улсын сургууль” баригдаж байна.

"Нарны аймгийн хамгийн халуун зүйл"

Сэтгүүлчид, тэр ч байтугай ITER-ийн ажилтнууд өөрсдөө төслийг Нартай харьцуулах нь маш хэцүү байдаг тул термоядролын суурилуулалтын өөр холбоог олоход хэцүү байдаг. Олон улсын ITER байгууллагын нэг хэлтсийн дарга Марио Мерола реакторыг "манай нарны аймгийн хамгийн халуун зүйл" гэж нэрлэж чадсан юм.

"Төхөөрөмжийн доторх температур ойролцоогоор 150 сая градус байх бөгөөд энэ нь нарны цөмийн температураас 10 дахин их байх болно" гэж Марио хэлэв. төслийн талаар.

ITER нь токамак систем дээр суурилдаг - соронзон ороомогтой тороид камерууд. Өндөр температурт плазмыг соронзон тусгаарлах санааг өнгөрсөн зууны дундуур Курчатовын хүрээлэнд дэлхийд анх удаа боловсруулж, технологийн хувьд хэрэгжүүлсэн. Төслийн эхэнд байсан Орос улс бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн дунд уг суурилуулалтын хамгийн чухал хэсгүүдийн нэг болох "ITER-ийн зүрх" буюу хэт дамжуулагч соронзон системийг үйлдвэрлэдэг. Энэ нь тусгай нано бүтэцтэй хэдэн арван мянган утас агуулсан янз бүрийн төрлийн хэт дамжуулагчаас бүрддэг.

Ийм том хэмжээний системийг бий болгохын тулд хэдэн зуун тонн ийм супер дамжуулагч шаардлагатай. Оролцогч долоон орны зургаа нь тэдний үйлдвэрлэлд оролцож байна. Тэдний дунд ниоби-титан, ниоби-цагаан тугалганы хайлш дээр суурилсан хэт дамжуулагчийг нийлүүлдэг Орос улс дэлхийн шилдэгүүдийн тоонд ордог. ОХУ-д эдгээр материалын үйлдвэрлэлийг Росатомын аж ахуйн нэгжүүд болон Курчатовын хүрээлэн гүйцэтгэдэг.

Нийтлэг бэрхшээлүүд

Гэсэн хэдий ч Орос, Хятад хоёр үүргээ цаг тухайд нь биелүүлж, өөрийн мэдэлгүй бусад төслийн оролцогчдын барьцаанд орж, ажлаа тэр бүр хугацаанд нь хийж чаддаггүй. ITER төслийн онцлог нь бүх талуудын нягт харилцан үйлчлэл байдаг тул аль нэг улсын хоцрогдол нь төсөл бүхэлдээ "гулсаж" эхлэхэд хүргэдэг.

Нөхцөл байдлыг засахын тулд ITER байгууллагын шинэ тэргүүн Бернард Бигот төслийн хугацааг өөрчлөхөөр шийджээ. Илүү бодитой байх төлөвтэй байгаа хуваарийн шинэ хувилбарыг 11-р сард танилцуулах болно.

Үүний зэрэгцээ Биго оролцогчдын хооронд ажлыг дахин хуваарилахыг үгүйсгээгүй.

“Ямар ч саатал гарахгүй байсан бол би баяртай байх болно, гэхдээ манай дэлхийн төслийг хэрэгжүүлэхэд ITER-ийн хүчин чадлыг бууруулахаас өөр ямар ч асуудал гарахгүй гэдгийг би хүлээн зөвшөөрөх ёстой Дахин хуваарилахад ямар нэгэн зүйл муу, гэхдээ энэ асуудлыг нухацтай хэлэлцэх ёстой" гэж байгууллагын ерөнхий захирал хэлэв.

Бигот хэлэхдээ, ITER-ийг бий болгох ажлыг долоон оролцогч орны олон зуун компани, байгууллагууд хийж байна. "Чи зүгээр л хуруугаа дарж, төлөвлөгөөгөө биелүүлж чадахгүй. Хүн бүхэн сайн санаа, сайн санааны ачаар эцсийн хугацааг биелүүлэх болно гэж бодож байсан" гэж Биго онцлон тэмдэглэв.

Түүний хэлснээр, ITER-ийн бүтээн байгуулалтад тулгарч буй бэрхшээл нь оролцогч орнуудын соёлын ялгаа, урьд өмнө нь дэлхийд ижил төстэй төсөл байгаагүй, ийм олон механизм, суурилуулалтыг анх удаа үйлдвэрлэж байгаа нь нэмэлт тоног төхөөрөмж шаарддаг. Зохицуулагчдаас шалгалт, гэрчилгээ авах нь нэмэлт цаг хугацаа шаарддаг.

Биготын санал болгож буй "хатуу удирдлага"-ын нэг арга хэмжээ нь үндэсний агентлагуудын захирал, ерөнхий захирлыг багтаасан өөр удирдлагын байгууллагыг бий болгох явдал юм. Энэ байгууллагын шийдвэр нь төслийн бүх оролцогчдод заавал байх болно - Bigot энэ нь харилцан үйлчлэлийн үйл явцыг идэвхжүүлнэ гэж найдаж байна.

"Зууны бүтээн байгуулалт"

Энэ хооронд ИТЕР-ийн нутаг дэвсгэрт томоохон бүтээн байгуулалт өрнөж байна. Байгууламжийн "зүрх" нь токамак өөрөө болон оффисын байр нь нэг километрээс 400 метрийн талбайг эзэлнэ.

Реакторын хувьд 20 метр гүн нүх ухсан бөгөөд энэ үе шатанд шаардлагатай холбох хэрэгсэл болон бусад эд ангиудыг толин тусгал шиг гөлгөр асфальтаар авчирсан. Нэгдүгээрт, хананы сегментийг хэвтээ байдлаар угсарч, металл бүтцийг тусгай хавтангаар холбодог. Дараа нь дөрвөн барилгын краны тусламжтайгаар тэдгээрийг эцэст нь хүссэн байрлалд байрлуулна.

Хэдэн жил өнгөрч, сайт нь танигдахын аргагүй болно. Платформ дээрх асар том нүхний оронд Большой театрын хэмжээтэй ойролцоогоор 40 метрийн өндөртэй аварга том чулуу босох болно.

Энэ талбайн хаа нэгтээ барилгын ажил хараахан эхлээгүй байгаа бөгөөд үүнээс болж бусад улс орнууд термоядролын реакторын эд ангиудыг хүргэх хугацааг нарийн тооцоолж чадахгүй байгаа бөгөөд хаа нэгтээ аль хэдийн дууссан байна. Тодруулбал, ITER-ийн төв байр, соронзон системийн полоид ороомог ороох барилга, цахилгаан дэд станц болон бусад хэд хэдэн туслах барилгууд ашиглалтад ороход бэлэн болжээ.

"Аз жаргал нь үл мэдэгдэх зүйлийн тасралтгүй мэдлэгт оршдог"

Шинжлэх ухааны ажил нь хаа сайгүй түгээмэл биш, нэр хүндтэй биш байгаа энэ үед ITER олон орны 500 эрдэмтэн, инженер, бусад олон мэргэжлүүдийн төлөөлөгчдийг платформ дээрээ нэгтгэсэн. Эдгээр мэргэжилтнүүд бол жинхэнэ мөрөөдөгч, үнэнч сэтгэлтэй хүмүүс бөгөөд яг л Стругацкийнхан шиг "аз жаргал нь үл мэдэгдэх зүйлийн тасралтгүй мэдлэгт оршдог ба амьдралын утга учир мөн адил байдаг" гэсэн ажлын таамаглалыг хүлээн зөвшөөрсөн.

Гэхдээ төслийн ажилчдын амьдрах нөхцөл нь Зөвлөлтийн шинжлэх ухааны зөгнөлт зохиолчдын "Даваа гариг бямба гаригт эхэлдэг" үлгэрийн баатруудын ажиллаж байсан НИИЧАВО - Илбэ, шидтэний судалгааны хүрээлэнгийнхээс эрс ялгаатай юм. ITER-ийн нутаг дэвсгэр дээр гадаадын иргэдэд зориулсан дотуур байр байдаггүй - тэд бүгд ойролцоох тосгон, хотод байр түрээслэдэг.

Аль хэдийн баригдсан барилгуудын нэг дотор ажлын байрнаас гадна асар том хоолны газар байдаг бөгөөд төслийн ажилтнууд маш даруухан үнээр хөнгөн зууш эсвэл өдрийн хоол идэж болно. Япон гоймон эсвэл Италийн минестрон гэх мэт үндэсний хоолны цэсэнд үргэлж байдаг.

Хоолны өрөөний үүдэнд зар сурталчилгааны самбар байдаг. Энэ нь орон сууцыг хамтран түрээслэх, "Франц хэлний ангиуд, өндөр чанартай, хямд" саналуудыг агуулдаг. Цагаан цаас харагдана - "Кадараче найрал дуучид ITER-ийн үндсэн байранд ирээрэй." Бүрэлдэхүүн нь дуусаагүй байгаа найрал дуунаас гадна төслийн ажилтнууд өөрсдийн найрал хөгжим зохион байгуулжээ. Кадарачад хэдэн жил ажилласан орос Евгений Вещев мөн саксофон тоглодог.

Нар руу чиглэсэн зам

"Бид энд хэрхэн амьдардаг, бэлтгэл хийдэг, заримдаа далайд, ууланд явдаг" гэж Евгений хэлэв Миний анхны урт хугацааны гадаад бизнес аялал биш, би үүнд дассан."

Евгений бол физикч бөгөөд төслийн оношлогооны системийг нэгтгэх ажилд оролцдог.

“Оюутан байхаасаа л би ITER төсөл, түүнийг хүлээж буй боломж, хэтийн төлөвөөс урам зориг авч байсан ч миний эндэх зам бусад хүмүүсийн нэгэн адил өргөстэй байсан Мөнгөний хувьд тийм ч сайн биш, би шинжлэх ухааныг орхиж, өөрийн гэсэн зүйл нээх талаар бодож байсан ч би ITER-ийн талаар анх сонсоод арван жилийн дараа би Францад очсон. төсөл дээр" гэж физикч хэлэв.

Оросын эрдэмтний хэлснээр "ажилтан бүр төсөлд хамрагдсан өөрийн гэсэн түүхтэй." Түүний шүтэн бишрэгчид "Нар руу хүрэх замууд" ямар ч байсан, тэдний аль нэгтэй нь хамгийн богино хугацаанд ярилцсаны дараа тэдний гар урлалын шүтэн бишрэгчид энд ажилладаг нь тодорхой болно.

Жишээлбэл, Америкийн Марк Хендерсон бол ITER-ийн плазмын халаалтын мэргэжилтэн юм. Тэрээр уулзалтанд Apple-ийг үндэслэгчдийн нэг Стив Жобсын дүрээр богино үстэй, хуурай, нүдний шил зүүсэн иржээ. Хар цамц, бүдгэрсэн жинсэн өмд, пүүз. Хендерсон ба Жобс хоёрын өвөрмөц ойр дотно байдал нь зөвхөн гадаад ижил төстэй байдлаар хязгаарлагдахгүй нь тодорхой болсон: хоёулаа мөрөөдөгч, өөрсдийн шинэ бүтээлээрээ дэлхийг өөрчлөх санаагаар өдөөгдсөн.

"Хүн төрөлхтний хувьд бид нөөцөөс улам бүр хамааралтай болж, тэдгээрийг хэрэглэхээс өөр юу ч хийхгүй байна. Бидний хамтын оюун ухаан нэг аяга мөөгөнцрийн хамтын оюун ухаантай тэнцэж байна уу. Бид дахин мөрөөдөж эхлэх хэрэгтэй байна уу?" Хендерсон итгэлтэй байна.

Мөн тэд хамгийн гайхалтай, гайхалтай санаануудыг бодож, мөрөөдөж, амьдралд авчирдаг. Гадаад бодлогын хэлэлцэх асуудлын талаар ямар ч асуудал эрдэмтдийн ажилд саад болохгүй: санал зөрөлдөөн эрт орой хэзээ нэгэн цагт дуусч, термоядролын урвалын үр дүнд олж авсан дулаан нь тив, мужаас үл хамааран хүн бүрийг дулаацуулах болно.

ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, "International Experimental Thermonuclear Reactor") нь анхны олон улсын туршилтын термоядролын реакторыг бүтээхэд чиглэсэн шинжлэх ухаан, техникийн томоохон төсөл юм.

Долоон гол түнш (Европын холбоо, Энэтхэг, Хятад, БНСУ, Орос, АНУ, Япон) Кадараш (Прованс-Альп-Кот-д'Азур бүс, Франц)-д хэрэгжүүлсэн. ITER нь хяналттай термоядролын хайлалтыг хэрэгжүүлэх хамгийн ирээдүйтэй төхөөрөмж гэж тооцогддог токамак суурилуулалт (эхний үсгийн нэрээр нэрлэгдсэн: соронзон ороомогтой тороид камер) дээр суурилдаг. ЗХУ-д анхны токамак 1954 онд баригдсан.

Төслийн зорилго нь хайлуулах энергийг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд ашиглаж болохыг харуулах явдал юм. ITER нь 100 сая градусаас дээш температурт хүнд устөрөгчийн изотопуудтай нэгдэх урвалаар эрчим хүч үйлдвэрлэх ёстой.

Суурилуулалтад ашиглах 1 г түлш (дейтерий, тритий хольц) нь 8 тонн газрын тостой ижил хэмжээний эрчим хүчийг өгнө гэж үздэг. ITER-ийн тооцоолсон дулааны цөмийн эрчим хүч 500 МВт.

Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар ийм төрлийн реактор нь одоогийн атомын цахилгаан станцуудаас (АЦС) хамаагүй аюулгүй бөгөөд далайн ус нь түүнийг бараг хязгааргүй хэмжээгээр түлшээр хангаж чадна. Ийнхүү ITER-ийг амжилттай хэрэгжүүлснээр байгаль орчинд ээлтэй эрчим хүчний шавхагдашгүй эх үүсвэрийг бий болгоно.

Төслийн түүх

Реакторын концепцийг Атомын энергийн хүрээлэнд боловсруулсан. И.В.Курчатова. 1978 онд ЗХУ уг төслийг хэрэгжүүлэх санааг Олон улсын атомын энергийн агентлагт (ОУАЭА) дэвшүүлсэн. Төслийг хэрэгжүүлэх тухай хэлэлцээрийг 1985 онд Женевт ЗСБНХУ, АНУ-ын хооронд хийсэн хэлэлцээний үеэр байгуулсан.

Дараа нь уг хөтөлбөрийг ОУАЭХА баталсан. 1987 онд төсөл одоогийн нэрээ авч, 1988 онд удирдах байгууллага болох ITER зөвлөлийг байгуулжээ. 1988-1990 онд Зөвлөлт, Америк, Япон, Европын эрдэмтэн, инженерүүд төслийн үзэл баримтлалын судалгааг хийжээ.

1992 оны 7-р сарын 21-нд Вашингтонд ЕХ, Орос, АНУ, Япон улсууд 2001 онд 2002-2005 онд хэрэгжиж дууссан ITER техникийн төслийг боловсруулах гэрээнд гарын үсэг зурав. Төсөлд Өмнөд Солонгос, Хятад, Энэтхэг нэгджээ. Олон улсын анхны туршилтын хайлуулах реакторыг барих гэрээнд 2006 оны 11-р сарын 21-нд Парист гарын үсэг зурсан.

Жилийн дараа буюу 2007 оны 11-р сарын 7-нд ITER-ийн барилгын талбайн тухай гэрээнд гарын үсэг зурсан бөгөөд үүний дагуу реакторыг Францад, Марсель хотын ойролцоох Кадараче цөмийн төвд байрлуулах болно. Хяналт, мэдээлэл боловсруулах төв нь Нака (Япон, Ибараки муж) хотод байрлана.

Кадарач дахь барилгын талбайн бэлтгэл ажил 2007 оны 1-р сард эхэлсэн бөгөөд 2013 онд бүрэн хэмжээний барилгын ажил эхэлсэн. Энэхүү цогцолбор нь 180 га талбайд байрлана. 60 м өндөр, 23 мянган тонн жинтэй уг реакторыг 1 км урт, 400 м өргөн талбайд байрлуулах бөгөөд уг реакторыг 2007 оны 10-р сард байгуулагдсан ITER олон улсын байгууллага зохицуулдаг.

Төслийн өртөг нь 15 тэрбум еврогоор үнэлэгдэж байгаа бөгөөд үүний 45.4 хувийг ЕХ (Евратомоор дамжуулан) эзэлж байгаа бол бусад зургаан оролцогч (Оросын Холбооны Улсыг оруулаад) тус бүр 9.1 хувийг тус тус бүрдүүлж байна. 1994 оноос хойш Казахстан ч Оросын квотоор төсөлд оролцож байна.

Реакторын элементүүдийг усан онгоцоор Францын Газар дундын тэнгисийн эрэгт хүргэж, тэндээс тусгай машинуудаар Кадараш муж руу тээвэрлэнэ. Үүний тулд 2013 онд одоо байгаа авто замын хэсгүүдийг ихээхэн хэмжээгээр шинэчилж, гүүрүүдийг бэхжүүлж, шинэ гарц, ялангуяа бат бөх гадаргуутай замуудыг барьсан. 2014-2019 онд бэхэлсэн замаар дор хаяж гучин хүнд даацын галт тэрэг явах ёстой.

Новосибирск хотод ITER-ийн плазмын оношлогооны системийг бий болгоно. Энэ тухай хэлэлцээрт 2014 оны 1-р сарын 27-нд Олон улсын ITER байгууллагын захирал Осаму Мотожима, ОХУ-ын ITER үндэсний агентлагийн тэргүүн Анатолий Красильников нар гарын үсэг зурсан.

Шинэ гэрээний хүрээнд оношилгооны цогцолбор байгуулах ажлыг Физик-техникийн хүрээлэнгийн суурин дээр хийж байна. A.F.Ioffe Оросын шинжлэх ухааны академи.

Уг реактор 2020 онд ашиглалтад орж, 2027 оноос өмнө анхны цөмийн хайлуулах урвалууд хийгдэнэ. 2037 онд төслийн туршилтын хэсгийг дуусгаж, 2040 он гэхэд цахилгаан эрчим хүчний үйлдвэрлэлд шилжихээр төлөвлөж байна. . Мэргэжилтнүүдийн урьдчилсан таамаглалаар реакторын үйлдвэрлэлийн хувилбар нь 2060 оноос өмнө бэлэн болох бөгөөд ийм төрлийн цуврал реакторыг зөвхөн 21-р зууны эцэс гэхэд л бүтээх боломжтой.

Fusion цахилгаан станц.

Одоогоор эрдэмтэд дулааны атомын цахилгаан станц байгуулахаар ажиллаж байгаа бөгөөд үүний давуу тал нь хүн төрөлхтнийг цахилгаан эрчим хүчээр хязгааргүй хугацаагаар хангах явдал юм. Термоядролын цахилгаан станц нь термоядролын нэгдлийн үндсэн дээр ажилладаг - хүнд устөрөгчийн изотопуудын нийлэгжилтийн урвал, гелий үүсэх, энерги ялгаруулах явдал юм. Термоядролын нэгдлийн урвал нь хий болон шингэн цацраг идэвхт хаягдал үүсгэдэггүй бөгөөд цөмийн зэвсэг үйлдвэрлэхэд ашигладаг плутони үүсгэдэггүй. Хэрэв бид термоядролын станцуудын түлш нь энгийн уснаас гаргаж авсан хүнд устөрөгчийн изотоп дейтерий байх болно гэдгийг харгалзан үзвэл - хагас литр ус нь нэг баррель бензин шатаах замаар олж авсан энергитэй тэнцэх хэмжээний хайлуулах энерги агуулдаг - давуу тал нь термоядролын урвалд суурилсан цахилгаан станцууд тодорхой болж .

Термоядролын урвалын үед гэрлийн атомууд нэгдэж, илүү хүнд болж хувирах үед энерги ялгардаг. Үүнд хүрэхийн тулд хийг 100 сая градусаас дээш температурт халаах шаардлагатай - нарны төвийн температураас хамаагүй өндөр байна.

Энэ температурт хий нь плазм болж хувирдаг. Үүний зэрэгцээ устөрөгчийн изотопын атомууд нэгдэж, гелий атом, нейтрон болж хувирч, их хэмжээний энерги ялгаруулдаг. Энэ зарчмаар ажилладаг арилжааны цахилгаан станц нь нягт материал (литийн) давхаргаар зохицуулагдсан нейтроны энергийг ашиглах болно.

Атомын цахилгаан станцтай харьцуулахад хайлуулах реактор нь цацраг идэвхт хаягдлыг хамаагүй бага үлдээх болно.

Олон улсын термоядролын реактор ITER

Дэлхийн анхны термоядролын реактор болох ITER-ийг бий болгох олон улсын консорциумд оролцогчид Брюссельд гэрээнд гарын үсэг зурж, төслийн бодит хэрэгжилтийг эхлүүлэв.

Европын холбоо, АНУ, Япон, Хятад, Өмнөд Солонгос, ОХУ-ын төлөөлөгчид туршилтын реакторын барилгын ажлыг 2007 онд эхлүүлж, найман жилийн дотор дуусгах бодолтой байна. Хэрэв бүх зүйл төлөвлөгөөний дагуу явбал 2040 он гэхэд шинэ зарчмаар ажилладаг загвар цахилгаан станц баригдах боломжтой.

Байгаль орчинд халтай усан цахилгаан станц, атомын цахилгаан станцын эрин удахгүй дуусч, төсөл нь хэрэгжиж эхлээд байгаа дулааны цөмийн шинэ цахилгаан станц барих цаг ирнэ гэдэгт би итгэхийг хүсч байна. Гэхдээ ITER (Олон улсын термоядролын реактор) төсөл бараг бэлэн болсон ч; Хэдийгээр анхны туршилтын термоядролын реакторууд ажиллаж байхдаа 10 МВт-аас дээш хүчин чадалтай байсан ч анхны атомын цахилгаан станцуудын түвшинд хүрсэн ч анхны дулааны цөмийн цахилгаан станц нь хорин жилийн дараагаас эрт ажиллаж эхлэхгүй, учир нь түүний өртөг маш өндөр байдаг. . Ажлын өртөг нь 10 тэрбум еврогоор үнэлэгдэж байгаа бөгөөд энэ нь олон улсын цахилгаан станцын хамгийн үнэтэй төсөл юм. Реактор барих зардлын тал хувийг Европын холбоо хариуцдаг. Консорциумын бусад оролцогчид тооцооны 10%-ийг хуваарилна.

Одоо хамгийн өндөр өртөгтэй шинжлэх ухааны хамтарсан төсөл болох реактор барих төлөвлөгөөг консорциумын гишүүн орнуудын парламентчид батлах ёстой.

Реакторыг Францын өмнөд хэсэгт орших Прованс мужид, Францын цөмийн судалгааны төв байрладаг Кадараш хотын ойролцоо барих юм.

Энэ бүхэн яаж эхэлсэн бэ? "Эрчим хүчний сорилт" нь дараах гурван хүчин зүйлийн хослолын үр дүнд бий болсон.

1. Хүн төрөлхтөн одоо асар их эрчим хүч хэрэглэж байна.

Одоогоор дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээ ойролцоогоор 15.7 тераватт (ТВ) байна. Энэ утгыг дэлхийн хүн амд хуваавал бид нэг хүнд 2400 ватт зарцуулдаг бөгөөд үүнийг хялбархан тооцоолж, нүдээр харж болно. Дэлхийн оршин суугч бүрийн (хүүхдүүдийг оруулаад) хэрэглэдэг эрчим хүч нь 24 зуун ваттын цахилгаан чийдэнгийн өдрийн цагаар ажилладагтай тохирч байна. Гэсэн хэдий ч энэ эрчим хүчний хэрэглээ нь хэд хэдэн оронд маш их, бусад оронд бараг байхгүй тул дэлхий даяар маш жигд бус байдаг. Хэрэглээ (нэг хүний хувьд) АНУ-д 10.3 кВт (дээд амжилтын нэг), ОХУ-д 6.3 кВт, Их Британид 5.1 кВт гэх мэттэй тэнцүү боловч нөгөө талаас энэ нь тэнцүү байна. Бангладеш улсад ердөө 0.21 кВт (АНУ-ын эрчим хүчний хэрэглээний ердөө 2%!).

2. Дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээ эрс нэмэгдэж байна.

Олон улсын эрчим хүчний агентлагийн (2006) мэдээлснээр 2030 он гэхэд дэлхийн эрчим хүчний хэрэглээ 50%-иар нэмэгдэх төлөвтэй байна. Хөгжингүй орнууд мэдээж нэмэлт эрчим хүч ашиглахгүйгээр зүгээр байж чадна, гэхдээ энэ өсөлт нь 1.5 тэрбум хүн эрчим хүчний хомсдолд нэрвэгдсэн хөгжиж буй орнуудын ард иргэдийг ядуурлаас гаргахад зайлшгүй шаардлагатай юм.

3. Одоогийн байдлаар дэлхийн эрчим хүчний 80% нь чулуужсан түлшийг шатаахаас бүрддэг (газрын тос, нүүрс, хий) ашиглах нь:
a) хүрээлэн буй орчны гамшгийн өөрчлөлтийн эрсдэлийг үүсгэж болзошгүй;
б) хэзээ нэгэн цагт зайлшгүй дуусах ёстой.

Ярьсан зүйлээс харахад одооноос бид чулуужсан түлш ашиглах эрин үе дуусахад бэлтгэх ёстой нь тодорхой байна.

Одоогийн байдлаар атомын цахилгаан станцууд атомын цөмийн задралын урвалын үед ялгарах энергийг их хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг. Ийм станцуудыг бий болгох, хөгжүүлэхийг бүх талаар дэмжих ёстой, гэхдээ тэдгээрийг ажиллуулах хамгийн чухал материалын нэг болох хямд ураны нөөцийг ойрын 50 жилийн дотор бүрэн ашиглах боломжтой гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. . Цөмийн задралд суурилсан энергийн боломжийг илүү үр ашигтай эрчим хүчний эргэлтийг ашиглах замаар мэдэгдэхүйц өргөжүүлэх боломжтой (мөн хийх ёстой) нь үйлдвэрлэсэн эрчим хүчний хэмжээг бараг хоёр дахин нэмэгдүүлэх боломжийг олгодог. Энэ чиглэлд эрчим хүчийг хөгжүүлэхийн тулд торийн реакторуудыг (ториум үржүүлэгч реакторууд эсвэл үржүүлэгч реакторууд гэж нэрлэдэг) бий болгох шаардлагатай бөгөөд энэ нь урвалын үр дүнд анхны уранаас илүү их торийг үүсгэдэг бөгөөд үүний үр дүнд нийт эрчим хүч үйлдвэрлэгддэг. тухайн бодисын хувьд 40 дахин нэмэгддэг. Мөн ураны реактороос хамаагүй илүү үр ашигтай, 60 дахин их эрчим хүч үйлдвэрлэх чадвартай, хурдан нейтрон ашиглан плутонийн үржүүлэгчдийг бий болгох ирээдүйтэй юм шиг санагдаж байна. Эдгээр газрыг хөгжүүлэхийн тулд уран (жишээлбэл, далайн уснаас хамгийн хүртээмжтэй мэт) олж авах шинэ, стандарт бус аргыг боловсруулах шаардлагатай байж магадгүй юм.

Хайлуулах цахилгаан станцууд

Зураг дээр термоядролын цахилгаан станцын төхөөрөмж ба ажиллах зарчмын бүдүүвч диаграммыг (масштабтай биш) харуулав. Төв хэсэгт ~2000 м3 эзэлхүүнтэй, 100 МС-ээс дээш температурт халсан тритий-дейтерийн (T-D) плазмаар дүүрсэн тороид (пончик хэлбэртэй) камер байдаг. Холимог урвалын явцад үүссэн нейтронууд (1) "соронзон савнаас" гарч, 1 м орчим зузаантай зурагт үзүүлсэн бүрхүүлд ордог.

Бүрхүүлийн дотор нейтронууд литийн атомуудтай мөргөлдөж, трити үүсгэдэг:

нейтрон + литий → гели + тритий

Нэмж дурдахад системд өрсөлдөх урвалууд (трити үүсэхгүйгээр), түүнчлэн нэмэлт нейтрон ялгарах олон урвал явагддаг бөгөөд энэ нь трити үүсэхэд хүргэдэг (энэ тохиолдолд нэмэлт нейтрон ялгарах боломжтой). Жишээ нь, бериллийн атомыг бүрхүүл, хар тугалгад оруулах замаар ихээхэн сайжруулсан). Ерөнхий дүгнэлт нь энэ байгууламж нь (наад зах нь онолын хувьд) тритий үйлдвэрлэх цөмийн нэгдлийн урвалд орох боломжтой юм. Энэ тохиолдолд үйлдвэрлэсэн тритиумын хэмжээ нь угсралтын хэрэгцээг хангахаас гадна арай илүү байх ёстой бөгөөд энэ нь шинэ суурилуулалтыг тритиумаар хангах боломжийг олгоно. Доор тайлбарласан ITER реакторт турших, хэрэгжүүлэх ёстой энэхүү үйл ажиллагааны үзэл баримтлал юм.

Нэмж дурдахад нейтрон нь туршилтын үйлдвэр гэж нэрлэгддэг (харьцангуй "ердийн" барилгын материалыг ашигладаг) бүрхүүлийг ойролцоогоор 400 ° C хүртэл халаах ёстой. Цаашид 1000 хэмээс дээш халах температуртай сайжруулсан суурилуулалтыг бий болгохоор төлөвлөж байгаа бөгөөд энэ нь хамгийн сүүлийн үеийн өндөр бат бэх материалыг (жишээлбэл, цахиурын карбидын нийлмэл материал) ашиглах замаар хүрч болно. Ердийн станцуудын нэгэн адил бүрхүүлд үүссэн дулааныг хөргөлтийн шингэн (жишээлбэл, ус эсвэл гели агуулсан) бүхий анхдагч хөргөлтийн хэлхээгээр авч, усны уур гаргаж, турбинуудад нийлүүлдэг хоёрдогч хэлхээнд шилжүүлдэг.

1985 он - Зөвлөлт Холбоот Улс хайлуулах реактор бүтээх чиглэлээр тэргүүлэгч дөрвөн орны туршлагыг ашиглан дараагийн үеийн Токамак станцыг санал болгов. Америкийн Нэгдсэн Улс Япон, Европын хамтын нийгэмлэгтэй хамтран уг төслийг хэрэгжүүлэх саналыг дэвшүүлсэн.

Одоогоор Францад доор тайлбарласан олон улсын туршилтын термоядролын реактор ITER (Олон улсын Токамак туршилтын реактор)-ын барилгын ажил хийгдэж байгаа бөгөөд энэ нь плазмыг "гал асаах" чадвартай анхны токамак болно.

Одоо байгаа хамгийн дэвшилтэт токамак суурилуулалтууд нь 150 М°С-ийн температурт удаан хугацаанд хүрч, хайлуулах станцыг ажиллуулахад шаардагдах утгын ойролцоо байсан боловч ITER реактор нь удаан хугацааны туршид зориулагдсан анхны том хэмжээний цахилгаан станц байх ёстой. - хугацааны үйл ажиллагаа. Ирээдүйд түүний үйл ажиллагааны параметрүүдийг мэдэгдэхүйц сайжруулах шаардлагатай бөгөөд энэ нь юуны түрүүнд плазм дахь даралтыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай болно, учир нь өгөгдсөн температурт цөмийн хайлуулах хурд нь даралтын квадраттай пропорциональ байна. Энэ тохиолдолд шинжлэх ухааны гол асуудал нь сийвэн дэх даралт ихсэх үед маш нарийн төвөгтэй, аюултай тогтворгүй байдал, өөрөөр хэлбэл тогтворгүй ажиллах горимууд үүсдэгтэй холбоотой юм.

Энэ яагаад бидэнд хэрэгтэй байна вэ?

Цөмийн нэгдлийн гол давуу тал нь байгальд маш түгээмэл байдаг маш бага хэмжээний бодисыг түлш болгон шаарддаг. Тодорхойлсон байгууламжууд дахь цөмийн хайлуулах урвал нь ердийн химийн урвалын үед (тухайлбал, чулуужсан түлшний шаталт) ялгарах стандарт дулаанаас арван сая дахин их хэмжээний энерги ялгаруулж болно. Харьцуулбал, 1 гигаватт (ГВт) хүчин чадалтай дулааны цахилгаан станцыг тэжээхэд шаардагдах нүүрсний хэмжээ өдөрт 10,000 тонн (арван төмөр замын вагон) бөгөөд ижил хүчин чадалтай хайлуулах үйлдвэр нь зөвхөн ойролцоогоор 10 мянган тонн нүүрс зарцуулна. Өдөрт 1 кг D+T хольц .

Дейтерий бол устөрөгчийн тогтвортой изотоп юм; Энгийн усны 3350 молекул тутмын нэг нь устөрөгчийн атомын нэг нь дейтерий (Их тэсрэлтийн үеийн өв) -ээр солигддог. Энэ баримт нь уснаас шаардлагатай хэмжээний дейтерийн нэлээд хямд үйлдвэрлэлийг зохион байгуулахад хялбар болгодог. Тогтворгүй тритиумыг олж авах нь илүү хэцүү байдаг (хагас задралын хугацаа нь ойролцоогоор 12 жил, үүний үр дүнд байгальд агуулагдах агууламж бага байдаг), гэхдээ дээр дурдсанчлан тритиум нь термоядролын суурилуулалтын явцад шууд гарч ирэх болно. нейтроны литийн урвалын улмаас.

Тиймээс хайлуулах реакторын анхны түлш нь лити ба ус юм. Лити нь гэр ахуйн цахилгаан хэрэгсэлд (гар утасны батерей гэх мэт) өргөн хэрэглэгддэг түгээмэл металл юм. Дээр дурдсан суурилуулалт нь оновчтой бус үр ашгийг тооцсон ч 70 тонн нүүрсэнд агуулагдах эрчим хүчтэй тэнцэх 200,000 кВт.ц цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжтой юм. Үүнд шаардагдах литийн хэмжээ нь нэг компьютерийн зайнд агуулагддаг ба дейтерийн хэмжээ 45 литр усанд байдаг. Дээрх утга нь ЕХ-ны орнуудад 30-аас дээш жилийн одоогийн цахилгаан эрчим хүчний хэрэглээтэй (нэг хүнд ногдох тооцоо) тохирч байна. Ийм өчүүхэн хэмжээний лити нь ийм хэмжээний цахилгаан эрчим хүчийг (CO2 ялгаруулалтгүй, агаарын өчүүхэн ч бохирдолгүй) бий болгож чадна гэдэг нь термоядролын энергийг хамгийн хурдан бөгөөд эрчимтэй хөгжүүлэх нэлээд ноцтой аргумент юм. бэрхшээл, асуудал) тэр ч байтугай ийм судалгааны амжилтанд зуун хувь итгэлгүй байсан ч.

Дейтери нь хэдэн сая жил үргэлжлэх ёстой бөгөөд амархан олборлосон литийн нөөц нь хэдэн зуун жилийн хэрэгцээг хангахад хангалттай. Чулуунд агуулагдах литийн нөөц дууссан ч бид үүнийг уснаас гаргаж авах боломжтой бөгөөд энэ нь хангалттай өндөр (уранаас 100 дахин их) агууламжтай байдаг бөгөөд олборлолтыг эдийн засгийн хувьд ашигтай болгодог.

Францын Кадараш хотын ойролцоо туршилтын термоядролын реактор (Олон улсын термоядролын туршилтын реактор) баригдаж байна. ITER төслийн гол зорилго нь хяналттай термоядролын хайлуулах урвалыг үйлдвэрлэлийн хэмжээнд хэрэгжүүлэх явдал юм.

Термоядролын түлшний нэгж жинд ижил хэмжээний органик түлш шатаахаас 10 сая дахин их энерги, одоо ажиллаж байгаа атомын цахилгаан станцуудын реактор дахь ураны цөмийг хуваахаас 100 дахин их энерги авдаг. Эрдэмтэд, зохион бүтээгчдийн тооцоо биелвэл энэ нь хүн төрөлхтөнд шавхагдашгүй эрчим хүчний эх үүсвэрийг өгөх болно.

Тиймээс хэд хэдэн улс (Орос, Энэтхэг, Хятад, Солонгос, Казахстан, АНУ, Канад, Япон, Европын Холбооны орнууд) шинэ цахилгаан станцуудын прототип болох Олон улсын дулааны цөмийн судалгааны реакторыг бий болгоход хүчээ нэгтгэв.

ITER бол устөрөгч ба тритий атомыг (устөрөгчийн изотоп) нийлэгжүүлэх нөхцлийг бүрдүүлдэг байгууламж бөгөөд үүний үр дүнд шинэ атом - гелийн атом үүсдэг. Энэ үйл явц нь асар их эрчим хүчний тэсрэлт дагалддаг: термоядролын урвал явагдах плазмын температур нь ойролцоогоор 150 сая градус Цельсийн (харьцуулбал, нарны цөмийн температур 40 сая градус). Энэ тохиолдолд изотопууд шатаж, цацраг идэвхт хог хаягдал бараг үлдэхгүй.
Олон улсын төсөлд оролцох схемд реакторын эд ангиудыг нийлүүлэх, түүний барилгын санхүүжилтийг тусгасан болно. Үүний хариуд оролцогч улс бүр термоядролын реакторыг бий болгох бүх технологи, энэ реактор дээрх бүх туршилтын ажлын үр дүнд бүрэн нэвтрэх эрхтэй бөгөөд энэ нь цуваа эрчим хүчний термоядролын реакторыг зохион бүтээх үндэс суурь болно.

Термоядролыг нэгтгэх зарчимд суурилсан реактор нь цацраг идэвхт цацраггүй, байгаль орчинд бүрэн аюулгүй. Энэ нь дэлхийн бараг хаана ч байж болох бөгөөд түлш нь энгийн ус юм. ITER-ийн бүтээн байгуулалт арав орчим жил үргэлжлэх бөгөөд үүний дараа реакторыг 20 жил ашиглах төлөвтэй байна.

Ирэх жилүүдэд ITER термоядролын реактор барих олон улсын байгууллагын зөвлөлд Оросын ашиг сонирхлыг Оросын ШУА-ийн корреспондент гишүүн Михаил Ковальчук, Курчатовын хүрээлэнгийн Оросын судалгааны төвийн захирал, ШУА-ийн хүрээлэнгийн захирал төлөөлөх болно. ОХУ-ын ШУА-ийн Кристаллограф, Ерөнхийлөгчийн дэргэдэх Шинжлэх ухаан, технологи, боловсролын зөвлөлийн шинжлэх ухааны нарийн бичгийн дарга. Ковальчук энэ албан тушаалд академич Евгений Велиховыг түр орлох бөгөөд тэрээр ойрын хоёр жилийн хугацаанд ITER-ийн олон улсын зөвлөлийн даргаар сонгогдсон бөгөөд энэ албан тушаалыг оролцогч улсын албан ёсны төлөөлөгчийн үүрэг хариуцлагатай хослуулах эрхгүй.

Барилгын нийт өртөг нь 5 тэрбум еврогоор үнэлэгдэж байгаа бөгөөд реакторыг туршилтаар ажиллуулахад мөн ийм хэмжээний мөнгө шаардлагатай болно. Энэтхэг, Хятад, Солонгос, Орос, АНУ, Япон улсын хувьцаа нийт үнийн дүнгийн 10 орчим хувийг эзэлдэг бол 45 хувь нь Европын холбооны орнуудаас бүрддэг. Гэхдээ Европын улсууд зардлаа яг яаж хуваарилах талаар тохиролцоогүй байна. Үүнээс болоод барилгын ажил эхлэх хугацааг 2010 оны дөрөвдүгээр сар хүртэл хойшлуулсан. Хамгийн сүүлд саатсан хэдий ч ITER-д оролцсон эрдэмтэд болон албаны хүмүүс уг төслийг 2018 он гэхэд дуусгах боломжтой гэж мэдэгджээ.

ITER-ийн тооцоолсон дулааны цөмийн эрчим хүч нь 500 мегаватт юм. Соронзны бие даасан хэсгүүд нь 200-аас 450 тонн жинтэй байдаг. ITER-ийг хөргөхийн тулд өдөрт 33 мянган шоо метр ус шаардагдана.

1998 онд АНУ төсөлд оролцох санхүүжилтээ зогсоосон. Бүгд найрамдахчууд засгийн эрхэнд гарч, Калифорнид цахилгаан тасарч эхэлсний дараа Бушийн засаг захиргаа эрчим хүчний салбарт хөрөнгө оруулалтаа нэмэгдүүлсэн гэж зарлав. АНУ олон улсын төсөлд оролцох бодолгүй байсан бөгөөд өөрийн гэсэн термоядролын төсөл хэрэгжүүлж байсан. 2002 оны эхээр Ерөнхийлөгч Бушийн технологийн зөвлөх III Жон Марбургер АНУ бодлоо өөрчилж, төсөлдөө эргэн орох бодолтой байна гэж мэдэгджээ.

Оролцогчдын тоогоор уг төслийг олон улсын шинжлэх ухааны томоохон төсөл болох Олон улсын сансрын станцтай харьцуулах боломжтой. Өмнө нь 8 тэрбум долларт хүрч байсан ITER-ийн өртөг дараа нь 4 тэрбум хүрэхгүй болжээ. АНУ-ын оролцооноос татгалзсаны үр дүнд реакторын хүчийг 1.5 ГВт-аас 500 МВт хүртэл бууруулах шийдвэр гаргасан. Үүний дагуу төслийн үнэ ч буурсан.

2002 оны 6-р сард Оросын нийслэлд "Москва дахь ITER өдрүүд" симпозиум болов. Амжилт нь хүн төрөлхтний хувь заяаг өөрчилж, үр ашиг, хэмнэлтийн хувьд зөвхөн нарны энергитэй дүйцэхүйц шинэ төрлийн эрчим хүчийг өгөх төслийг сэргээх онол, практик, зохион байгуулалтын асуудлуудыг хэлэлцэв.

2010 оны 7-р сард Францын Кадараш хотод болсон ээлжит бус хурлаар ITER олон улсын термоядролын реакторын төсөлд оролцогч орнуудын төлөөлөгчид түүний төсөв, барилгын ажлын хуваарийг баталжээ. .

Сүүлчийн ээлжит бус хурлаар төслийн оролцогчид плазмын анхны туршилтуудын эхлэх огноо - 2019 оныг батлав. Бүрэн туршилтыг 2027 оны 3-р сард хийхээр төлөвлөж байгаа ч төслийн удирдлага техникийн мэргэжилтнүүдээс үйл явцыг оновчтой болгож, 2026 онд туршилтаа эхлүүлэхийг хүссэн. Уулзалтад оролцогчид реактор барих зардлын талаар мөн шийдсэн боловч уг байгууламжийг бий болгоход зарцуулахаар төлөвлөж буй хөрөнгийн хэмжээг зарлаагүй байна. ScienceNOW порталын редакторын нэрээ нууцалсан эх сурвалжаас авсан мэдээллээр туршилт эхлэхэд ITER төслийн өртөг 16 тэрбум евро хүрч магадгүй юм.

Кадарач дахь уулзалт нь мөн төслийн шинэ захирал, Японы физикч Осаму Мотожимагийн албан ёсны ажлын анхны өдрийг тэмдэглэв. Түүний өмнө уг төслийг 2005 оноос хойш Японы Канамэ Икэда удирдаж байсан бөгөөд тэрээр төсөв, барилгын ажлын эцсийн хугацаа батлагдсаны дараа албан тушаалаа нэн даруй орхихыг хүссэн юм.

ITER хайлуулах реактор нь Европын холбоо, Швейцарь, Япон, АНУ, Орос, Өмнөд Солонгос, Хятад, Энэтхэгийн хамтарсан төсөл юм. ITER-ийг бий болгох санаа өнгөрсөн зууны 80-аад оноос хойш яригдаж байсан боловч санхүүгийн болон техникийн хүндрэлээс болж төслийн өртөг байнга өсч, барилгын ажил эхлэх хугацааг байнга хойшлуулсаар байна. 2009 онд шинжээчид уг реакторыг бүтээх ажил 2010 онд эхэлнэ гэж таамаглаж байсан. Дараа нь энэ огноог шилжүүлж, эхлээд 2018, дараа нь 2019 оныг реакторыг хөөргөх цаг гэж нэрлэсэн.

Термоядролын нэгдлийн урвал гэдэг нь хөнгөн изотопуудын цөмүүдийг нэгтгэж, илүү хүнд цөм үүсгэх урвал бөгөөд асар их энерги ялгаруулдаг. Онолын хувьд хайлуулах реакторууд нь бага зардлаар их хэмжээний эрчим хүч гаргаж чаддаг ч одоогоор эрдэмтэд хайлуулах урвалыг эхлүүлэх, хадгалахад илүү их эрчим хүч, мөнгө зарцуулж байна.

Термоядролын нэгдэл нь эрчим хүч үйлдвэрлэх хямд бөгөөд байгаль орчинд ээлтэй арга юм. Наран дээр хяналтгүй термоядролын нэгдэл олон тэрбум жилийн турш явагдсаар ирсэн - гели нь хүнд устөрөгчийн изотоп дейтерийээс үүсдэг. Энэ нь асар их хэмжээний энерги ялгаруулдаг. Гэсэн хэдий ч дэлхий дээрх хүмүүс ийм урвалыг удирдаж сураагүй байна.

ITER реактор нь устөрөгчийн изотопуудыг түлш болгон ашиглах болно. Термоядролын урвалын үед хөнгөн атомууд нэгдэж хүнд атомууд үүсэхэд энерги ялгардаг. Үүнд хүрэхийн тулд хийг 100 сая градусаас дээш температурт халаах ёстой - нарны төвийн температураас хамаагүй өндөр. Энэ температурт хий нь плазм болж хувирдаг. Үүний зэрэгцээ устөрөгчийн изотопын атомууд нэгдэж, олон тооны нейтрон ялгарснаар гелийн атом болж хувирдаг. Энэ зарчмаар ажилладаг цахилгаан станц нь нягт материал (литийн) давхаргаар удаашруулсан нейтроны энергийг ашиглана.

Термоядролын байгууламжийг бий болгоход яагаад ийм удаан үргэлжилсэн бэ?

Бараг хагас зуун жилийн турш үр өгөөж нь яригдсан ийм чухал, үнэ цэнэтэй байгууламжууд яагаад одоо болтол бүтээгдээгүй байна вэ? Гурван үндсэн шалтгаан байдаг (доор хэлэлцэх), эхнийх нь гадаад эсвэл нийгмийн, нөгөө хоёр нь дотоод, өөрөөр хэлбэл термоядролын энергийн хөгжлийн хууль, нөхцлөөр тодорхойлогддог.

1. Өнгөрсөн зууны 80-аад онд чулуужсан түлшний эх үүсвэр шавхагдашгүй мэт санагдаж, байгаль орчны асуудал, уур амьсгалын өөрчлөлтөөс болж термоядролын эрчим хүчийг практик ашиглах асуудал нь яаралтай шийдвэр, арга хэмжээ шаарддаггүй гэж удаан хугацааны туршид үздэг байв. олон нийтэд хамаагүй. 1976 онд АНУ-ын Эрчим Хүчний Яамны Шинжлэх Ухааны Эрчим Хүчний Зөвлөх Хороо нь судалгааны санхүүжилтийн янз бүрийн хувилбаруудын хүрээнд R&D болон үзүүлэн хайлуулах цахилгаан станцын хугацааг тооцоолохыг оролдсон. Үүний зэрэгцээ, энэ чиглэлээр судалгаа хийх жилийн санхүүжилтийн хэмжээ бүрэн хангалтгүй байгаа бөгөөд хэрэв одоо байгаа санхүүжилтийн түвшинг хадгалах юм бол дулааны цөмийн байгууламжийг бий болгох нь хэзээ ч амжилтанд хүрэхгүй, учир нь хуваарилсан хөрөнгө нь тохирохгүй байна. бүр хамгийн бага, эгзэгтэй түвшинд хүртэл.

2. Энэ чиглэлийн судалгааг хөгжүүлэхэд илүү ноцтой саад тотгор учруулж байгаа зүйл бол хэлэлцэж буй төрлийн термоядролын суурилуулалтыг бага хэмжээгээр бүтээж, үзүүлэх боломжгүй юм. Доор үзүүлсэн тайлбараас харахад термоядролын нэгдэл нь зөвхөн плазмын соронзон хоригоос гадна түүнийг хангалттай халаахыг шаарддаг нь тодорхой болно. Зарцуулсан болон хүлээн авсан энергийн харьцаа нь наад зах нь угсралтын шугаман хэмжээсийн квадраттай пропорциональ хэмжээгээр нэмэгддэг бөгөөд үүний үр дүнд термоядролын байгууламжийн шинжлэх ухаан, техникийн чадавхи, давуу талыг зөвхөн нэлээд том станцуудад туршиж, харуулах боломжтой. дурдсан ITER реактор шиг. Амжилтанд хангалттай итгэл найдвар бий болтол нийгэм ийм том төслүүдийг санхүүжүүлэхэд бэлэн биш байсан.

3. Дулааны цөмийн эрчим хүчийг хөгжүүлэх нь маш нарийн төвөгтэй байсан хэдий ч (хангалттай санхүүжилт, JET болон ITER суурилуулах төвүүдийг сонгоход бэрхшээлтэй байсан ч) сүүлийн жилүүдэд тодорхой ахиц дэвшил ажиглагдаж байгаа боловч ашиглалтын станц хараахан байгуулагдаагүй байна.

Орчин үеийн ертөнц эрчим хүчний маш ноцтой сорилттой тулгарч байгаа бөгөөд үүнийг "тодорхойгүй эрчим хүчний хямрал" гэж нэрлэж болно. Асуудал нь чулуужсан түлшний нөөц энэ зууны хоёрдугаар хагаст дуусч магадгүй байгаатай холбоотой юм. Түүгээр ч зогсохгүй, чулуужсан түлшийг шатаах нь дэлхийн цаг уурын томоохон өөрчлөлтөөс урьдчилан сэргийлэхийн тулд агаар мандалд ялгарах нүүрстөрөгчийн давхар ислийг (дээр дурдсан CCS хөтөлбөр) ямар нэгэн байдлаар хурааж, "хадгалах" хэрэгцээг бий болгож магадгүй юм.

Одоогийн байдлаар хүн төрөлхтний хэрэглэж буй бараг бүх эрчим хүчийг чулуужсан түлш шатаах замаар бий болгодог бөгөөд асуудлыг шийдэх арга нь нарны эрчим хүч эсвэл цөмийн эрчим хүчийг ашиглахтай холбоотой байж болох юм (хурдан үржүүлэгч реакторуудыг бий болгох гэх мэт). Хөгжиж буй орнуудын хүн амын өсөлт, тэдний амьжиргааны түвшинг дээшлүүлэх, үйлдвэрлэсэн эрчим хүчний хэмжээг нэмэгдүүлэх хэрэгцээ шаардлагаас үүдэлтэй дэлхийн асуудлыг зөвхөн эдгээр хандлагын үндсэн дээр шийдвэрлэх боломжгүй, гэхдээ мэдээжийн хэрэг эрчим хүч үйлдвэрлэх өөр аргыг хөгжүүлэх оролдлого хийх боломжгүй юм. урамшуулах ёстой.

Хатуухан хэлэхэд бидэнд зан үйлийн стратегийн сонголт бага байгаа бөгөөд амжилтанд хүрэх баталгаа байхгүй ч гэсэн термоядролын энергийг хөгжүүлэх нь туйлын чухал юм. Financial Times сонин (2004 оны 1-р сарын 25) энэ тухай бичжээ.

Дулааны цөмийн эрчим хүчийг хөгжүүлэх замд томоохон, гэнэтийн гэнэтийн зүйл тохиолдохгүй гэж найдаж байна. Энэ тохиолдолд 30 орчим жилийн дараа бид түүнээс анх удаа эрчим хүчний сүлжээнд цахилгаан гүйдэл нийлүүлж, 10 гаруйхан жилийн дараа анхны арилжааны дулааны цөмийн цахилгаан станц ажиллаж эхэлнэ. Магадгүй энэ зууны хоёрдугаар хагаст цөмийн хайлуулах эрчим хүч нь чулуужсан түлшийг орлож, аажмаар хүн төрөлхтнийг дэлхийн хэмжээнд эрчим хүчээр хангахад чухал үүрэг гүйцэтгэж эхлэх байх.

Термоядролын энергийг (бүх хүн төрөлхтний үр дүнтэй, өргөн цар хүрээтэй эрчим хүчний эх үүсвэр) бий болгох ажлыг амжилттай дуусгах үнэмлэхүй баталгаа байхгүй ч энэ чиглэлд амжилтанд хүрэх магадлал нэлээд өндөр байна. Дулааны цөмийн станцуудын асар их нөөц бололцоог харгалзан тэдгээрийг эрчимтэй (тэр ч байтугай хурдасгасан) хөгжүүлэх төслүүдийн бүх зардлыг үндэслэлтэй гэж үзэж болно, ялангуяа дэлхийн эрчим хүчний аймшигт зах зээлийн нөхцөлд эдгээр хөрөнгө оруулалт маш даруухан харагдаж байна (жилд 4 их наяд доллар8). Хүн төрөлхтний эрчим хүчний хэрэгцээг хангах нь маш ноцтой асуудал юм. Чулуужсан түлш багасч (тэдгээрийн хэрэглээ нь хүсээгүй болж) нөхцөл байдал өөрчлөгдөж, бид хайлуулах энергийг хөгжүүлэхгүй байх боломжгүй юм.

"Термоядролын энерги хэзээ гарч ирэх вэ?" Лев Арцимович (энэ салбарын эрдэм шинжилгээний нэр хүндтэй анхдагч, удирдагч) нэг удаа "энэ нь хүн төрөлхтөнд үнэхээр хэрэгтэй болсон үед бүтээгдэнэ" гэж хариулсан байдаг.

ITER нь хэрэглэснээсээ илүү эрчим хүч үйлдвэрлэдэг анхны хайлуулах реактор байх болно. Эрдэмтэд энэ шинж чанарыг "Q" гэж нэрлэдэг энгийн коэффициент ашиглан хэмждэг. Хэрэв ITER шинжлэх ухааны бүх зорилгодоо хүрвэл хэрэглэснээсээ 10 дахин их эрчим хүч үйлдвэрлэх болно. Хамгийн сүүлд Англид үйлдвэрлэгдсэн Европын хамтарсан Torus төхөөрөмж нь шинжлэх ухааны судалгааны эцсийн шатанд Q утгыг бараг 1 болгосон жижиг хайлуулах реакторын анхны загвар юм. Энэ нь хэрэглэсэн эрчим хүчээ яг ижил хэмжээгээр үйлдвэрлэсэн гэсэн үг юм. . ITER нь хайлуулах замаар эрчим хүч бүтээж байгааг харуулж, Q утгыг 10-д хүргэх замаар үүнээс цааш явах болно. Ойролцоогоор 50 МВт-ын эрчим хүчний хэрэглээнээс 500 МВт үйлдвэрлэх санаа юм. Тиймээс ITER-ийн шинжлэх ухааны зорилтуудын нэг нь Q утгыг 10 болгох боломжтой гэдгийг батлах явдал юм.

Шинжлэх ухааны өөр нэг зорилго бол ITER нь маш урт "шатаах" хугацаатай байдаг - импульс нь нэг цаг хүртэл үргэлжилдэг. ITER бол тасралтгүй эрчим хүч үйлдвэрлэх боломжгүй судалгааны туршилтын реактор юм. ITER ажиллаж эхлэхэд нэг цагийн турш асаалттай байх бөгөөд дараа нь унтраах шаардлагатай болно. Энэ нь чухал юм, учир нь өнөөг хүртэл бидний бүтээсэн стандарт төхөөрөмжүүд нь хэдэн секунд эсвэл секундын аравны нэг хүртэл шатах чадвартай байсан - энэ бол хамгийн дээд хэмжээ юм. "Joint European Torus" нь 20 секундын импульсийн урттай ойролцоогоор хоёр секундын шаталтын хугацаатайгаар Q утгаараа 1 болсон. Гэхдээ хэдхэн секунд үргэлжилдэг үйл явц нь үнэхээр байнгын биш юм. Машины хөдөлгүүрийг асаахтай зүйрлэвэл: хөдөлгүүрийг богино хугацаанд асааж, дараа нь унтраах нь машины бодит ажиллагаа хараахан болоогүй байна. Та машинаа хагас цаг жолоодоход л энэ нь байнгын ажиллагааны горимд хүрч, ийм машиныг үнэхээр жолоодох боломжтой гэдгийг харуулах болно.

Техникийн болон шинжлэх ухааны үүднээс авч үзвэл ITER нь Q утгыг 10, шатаах хугацааг нэмэгдүүлэх болно.

Термоядролыг нэгтгэх хөтөлбөр нь үнэхээр олон улсын шинж чанартай бөгөөд өргөн цар хүрээтэй юм. Хүмүүс ITER-ийн амжилтанд аль хэдийн найдаж байгаа бөгөөд дараагийн алхам болох DEMO хэмээх үйлдвэрлэлийн термоядролын реакторын прототипийг бүтээх талаар бодож байна. Үүнийг бүтээхийн тулд ITER ажиллах шаардлагатай. Бид шинжлэх ухааны зорилгодоо хүрэх ёстой, учир нь энэ нь бидний дэвшүүлсэн санааг бүрэн хэрэгжүүлэх боломжтой гэсэн үг юм. Гэсэн хэдий ч та дараа нь юу болохыг үргэлж бодож байх ёстой гэдэгтэй би санал нэг байна. Түүнчлэн ITER нь 25-30 жил үйл ажиллагаагаа явуулж байгаа тул бидний мэдлэг аажмаар гүнзгийрч, өргөжиж, дараагийн алхамаа илүү нарийвчлалтай тодорхойлох боломжтой болно.

Үнэн хэрэгтээ ITER токамак байх эсэх талаар маргаан байхгүй. Зарим эрдэмтэд асуултыг огт өөрөөр тавьдаг: ITER байх ёстой юу? Өөрсдийн, тийм ч том биш термоядролын төслүүдийг боловсруулж буй янз бүрийн орны мэргэжилтнүүд ийм том реактор огт хэрэггүй гэж маргадаг.

Гэсэн хэдий ч тэдний санал бодлыг эрх мэдэлтэй гэж үзэх нь бараг боломжгүй юм. ITER-ийг бий болгоход хэдэн арван жилийн турш тороид зангатай ажиллаж байсан физикчид оролцсон. Карадаш дахь туршилтын термоядролын реакторын загвар нь өмнөх хэдэн арван токамак дээр хийсэн туршилтын явцад олж авсан бүх мэдлэг дээр суурилжээ. Эдгээр үр дүн нь реактор нь токамак, тэр ч байтугай том хэмжээтэй байх ёстойг харуулж байна.

JET Одоогийн байдлаар хамгийн амжилттай токамак бол Британийн Абингдон хотод ЕХ-ноос барьсан JET гэж үзэж болно. Энэ бол өнөөг хүртэл бүтээгдсэн хамгийн том токамак төрлийн реактор бөгөөд плазмын торусын том радиус нь 2.96 метр юм. Термоядролын урвалын хүч аль хэдийн 20 гаруй мегаватт хүрч, 10 секунд хүртэл хадгалах хугацаатай болжээ. Реактор нь сийвэн дэх энергийн 40 орчим хувийг буцааж өгдөг.

Энэ бол энергийн тэнцвэрийг тодорхойлдог плазмын физик юм" гэж Игорь Семенов Infox.ru-д ярьжээ. MIPT-ийн дэд профессор энергийн тэнцвэр гэж юу байдгийг энгийн жишээгээр тайлбарлав: “Бид бүгд гал шатаж байгааг харсан. Уг нь тэнд мод биш, хий шатдаг. Тэнд байгаа эрчим хүчний хэлхээ нь иймэрхүү байна: хий шатдаг, мод халаадаг, мод ууршдаг, хий дахин шатдаг. Тиймээс, хэрэв бид гал дээр ус хаях юм бол шингэн усыг уурын төлөвт шилжүүлэх системээс эрчим хүчийг гэнэт авах болно. Үлдэгдэл сөрөг болж, гал унтарна. Өөр нэг арга бий - бид зүгээр л галын цацрагийг аваад сансарт тарааж болно. Гал бас унтарна. Бидний барьж буй термоядролын реакторт ч мөн адил. Энэ реакторт тохирох эерэг энергийн тэнцвэрийг бий болгохын тулд хэмжээсүүдийг сонгосон. Ирээдүйд жинхэнэ атомын цахилгаан станц барихад хангалттай бөгөөд одоогоор шийдэгдээгүй байгаа бүх асуудлыг туршилтын шатандаа шийдэж чадна."

Реакторын хэмжээсийг нэг удаа өөрчилсөн. Энэ нь 20-21-р зууны зааг дээр АНУ төслөөс гарах үед болсон бөгөөд үлдсэн гишүүд ITER-ийн төсөв (тэр үед 10 тэрбум ам. доллараар хэмжигдэж байсан) хэтэрхий том байсныг ойлгосон. Суурилуулалтын зардлыг бууруулахыг физикч, инженерүүд шаардсан. Үүнийг зөвхөн хэмжээнээс нь хамаарч хийх боломжтой. ITER-ийн "дахин дизайн" -ыг өмнө нь Карадаш дахь Францын Торе Супра токамак дээр ажиллаж байсан Францын физикч Роберт Аймар удирдсан. Плазмын торны гаднах радиусыг 8.2 метрээс 6.3 метр болгон бууруулсан. Гэсэн хэдий ч хэмжээ багассантай холбоотой эрсдлийг хэд хэдэн нэмэлт хэт дамжуулагч соронзоор нөхсөн бөгөөд энэ нь тухайн үед нээлттэй, судалж байсан плазмын хоригийн горимыг хэрэгжүүлэх боломжтой болсон.