У Франції почали будувати «штучне сонце» – інноваційне джерело енергії

У дослідницькому центрі Кадараш у Франції почалося будівництво першого в світі експериментального термоядерного реактора ІТЕР, яке вчені вже назвали «штучним сонцем». Про це пише ВВС.

У проєкті беруть участь 35 країн: Індія, Китай, Японія, Росія, Південна Корея, США, Велика Британія, Швейцарія і країни ЄС.

Вчені планують відтворити процес сонячного термоядерного синтезу в вакуумній камері розміром з 10-поверховий будинок: 30 м у висоту і стільки ж в діаметрі.

Термоядерний синтез – це надпотужне джерело енергії. Всього декількох грамів водневого палива досить, щоб забезпечити теплом і електрикою тисячі будинків, а «брикет» розміром з ананас може замінити 10 тис. тонн вугілля.

При цьому, на відміну від традиційних теплових чи атомних електростанцій, термоядерний реактор не забруднює атмосферу викидами парникових газів і не залишає токсичних радіоактивних відходів.

«Ми надихалися Всесвітом і зірками, де термоядерний синтез створює енергію на мільярди років вперед», - заявив генеральний директор ІТЕР Бернар Біго.

Учасники проєкту підкреслюють: ІТЕР - експериментальний реактор. Це не термоядерна електростанція, а майданчик для безпрецедентного фізичного експерименту. Однак, якщо все піде за наміченим планом, цей експеримент визначить майбутнє всієї енергетики на планеті.

Реактор працює за принципом «токамаку» - це слово вигадали ще радянські вчені, яким і належить ідея термоядерного реактора. Це своєрідний «бублик» із плазми, в якому усе й відбувається.

Паливом у токамаку служать два різновиди водню (їх називають ізотопи) - дейтерій і тритій. На відміну від нафти, газу і уранової руди, запаси і того і іншого практично необмежені: один в промислових масштабах добувається з води Світового океану, інший - з літію в результаті досить нескладної реакції.

У світі створені сотні токамаків, але ІТЕР - перший реактор, де термоядерний синтез планується підтримувати за рахунок ланцюгової реакції горіння самої плазми. Для цього потрібно розігріти водень до декількох мільйонів градусів і за допомогою магнітного поля утримати його, не давши розпеченій плазмі розлетітися.

Як саме це працює:

• у порожнє кільце токамака впорскується кілька грамів дейтерію і тритію - ізотопів водню;
• водень нагрівається до температури в кілька мільйонів градусів, перетворюючись на плазму - іонізований газ, в якому електрони відірвані від ядер атомів;
• магнітне поле, яке забезпечується надпровідними магнітами загальною вагою в 10 тисяч тонн, утримує плазму і надає їй форми;
• коли температура досягає приблизно 150 мільйонів градусів (це в 10 разів гарячіше, ніж на Сонці), починається термоядерна реакція;
• атоми дейтерію і тритію зливаються, утворюючи один атом гелію-4 і один нейтрон, що володіє величезною енергією (близько 3,5 МеВ);
• нейтрони залишають магнітну пастку, і за рахунок своєї кінетичної енергії нагрівають воду в стінках токамака;
• вода перетворюється на пару, яка крутить турбіни.

Один з найголовніших аспектів «штучного сонця» - воно безпечне. На відміну від ядерних реакторів, термоядерні не вибухають. Якщо щось трапиться і розпечена плазма подолає магнітне поле, яке її утримує, і плюснеться, наприклад, на стінки реактора, то її температура за мить впаде на кілька порядків і термоядерна реакція просто припиниться.