Обзор достижений в термоядерной энергетике за 2018 год

Доступная, экологически чистая и практически неисчерпаемая энергия, самолеты и корабли без углеводородного топлива, дешевое опреснение морской воды — всего этого не будет еще долго. Но ученые понемногу приближаются к управляемому термоядерному синтезу. «СР» подготовила подборку ключевых достижений в области термоядерной энергетики за 2018 год.

Текст: Анастасия Кожара

Март

Специалисты отдела оптики низкотемпературной плазмы ФИАН представили систему контроля концентрации водяного пара в плазме, которая обеспечит безопасность водяной системы охлаждения термоядерного реактора. Водяной пар, проникая в камеру реактора через микротрещины, при значительной концентрации может вызвать аварию. Разработка ФИАН предназначена для мониторинга этого параметра на ИТЭР.

Апрель

Исследователи из Института ядерной физики им. Будкера представили технологию, позволяющую в реальном времени наблюдать поведение конструкционных материалов при термоядерном синтезе. Прежде анализ был возможен только после теплового воздействия на металл. Технологию российских ученых собираются применять при проектировании ИТЭР. Пока самым подходящим конструкционным материалом для термоядерных реакторов считается вольфрам.

Июль

Американская Lockheed Martin запатентовала дизайн компактного реактора CFR. Прототипы были представлены еще в 2017 году. Один из них, ТХ, — 18 м в длину и весом 2 тыс. т, но компания планирует сократить вес и размер, чтобы можно было перевозить реактор в грузовике, на корабле или самолете. Разработчики утверждают, что CFR мощностью 100 МВт хватит на город с населением до 100 тыс. А опреснение воды на CFR обойдется на 60 % дешевле, чем на нынешних установках.

Август

В Оксфордском университете запущена импульсная установка FLF. Для получения термоядерной реакции устройство генерирует электрические импульсы напряжением 200 тыс. В и силой тока 14 млн А, разряжающиеся за 2 мкс: сопоставимо с 50 ударами молнии. FLF построили всего за пять лет — на сегодня это рекорд для подобных установок.

Сентябрь

Cпециалисты Токийского университета представили устройство для создания магнитного поля с полностью контролируемыми параметрами. Во время эксперимента магнитное поле (1,2 тыс. тесла) удалось продержать 100 мкс — результат намного превосходит предыдущие. По словам разработчиков, характеристики поля максимально близки к тем, что необходимы для запуска самоподдерживающейся реакции термоядерного синтеза.

Ноябрь

Зажглось китайское искусственное Солнце: в экспериментальном продвинутом сверхпроводящем токамаке (EAST) разогрели плазму до 100 млн °C (это в шесть раз выше, чем в центре Солнца), мощность нагрева достигла 10 МВт, энергия основного массива плазмы — 300 кДж на единицу объема. Результат экспериментов близок к условиям, необходимым для работы стационарного термоядерного реактора. EAST — первый в мире токамак, где для удержания плазмы используют магнитные поля, произведенные самой плазмой.

Декабрь

Исследователи из Управления по атомной энергии Великобритании сообщили о создании уникальной системы для охлаждения плазмы в токамаке. До сих пор колоссальная температура была одной из ключевых проблем токамаков. Ученые предложили схему, в которой плазма будет двигаться по более длинному пути, охлаждаться и только после этого вступит в контакт с так называемой жертвенной стеной. Систему планируется испытать на ИТЭР.