Регистрация / Вход
мобильная версия
ВОЙНА и МИР

 Сюжет дня

Трамп распорядился начать передачу власти Байдену
В Париже начался суд против Николя Саркози
Главная страница » Репортажи » Просмотр
Версия для печати
Мир без нефти и урана. Вклад России в важнейший проект мировой энергетики
20.10.20 10:25 Наука, техника, образование
Проект ИТЭР (Международный термоядерный экспериментальный реактор), как уверены ученые, позволит человечеству получить новый экологичный и безопасный источник энергии, использующий практически неиссякаемые запасы топлива, один грамм которого эквивалентен минимум десяти тоннам углеводородов. Летом 2020 года руководители государств-участников дали старт сооружению основного элемента будущего реактора – токамака, то есть системы удержания и нагрева плазмы. О вкладе российских ученых в один из самых масштабных проектов человечества в области энергетики – в новом материале РИА Новости.

Мир термоядерной энергии

Термоядерные реакции протекают с выделением огромной энергии, однако плазма, в которой идут эти реакции, имеет температуру в десятки и сотни миллионы градусов – притом, что самые термостойкие материалы выдерживают не более 3-4 тысяч градусов.

Использовать термоядерную энергию можно, если "оторвать" плазму от стенок реактора за счет сильных магнитных полей, объяснили ученые. Лучшая магнитная ловушка для термоядерной плазмы – токамак – была предложена советскими академиками Сахаровым и Таммом в начале 1950-х годов и впервые создана в Курчатовском институте.

В термоядерном реакторе, в отличие от атомного, происходит не деление ядер, а их синтез при плотности плазмы в сто тысяч раз меньше, чем плотность воздуха. Благодаря этому взрыв невозможен, подчеркнули ученые, что делает реактор принципиально безопасным. Продуктами работы такого реактора будут безвредный гелий и тритий, использующийся затем для поддержания самой реакции.

”ИТЭР – ворота в термоядерную энергетику, через которые мир должен пройти". Эти слова принадлежат инициатору проекта, почетному президенту Курчатовского института, академику Евгению Велихову. Задача ИТЭР, идея создания которого была выдвинута в середине 1980-х годов, заключается в демонстрации возможности использования термоядерной энергии в промышленных масштабах.

В настоящее время в проекте семь участников: Европейский Союз, Индия, Китай, Республика Корея, Россия, США и Япония. Штаб-квартира ИТЭР расположена в Кадараше, Франция, неподалеку от строительной площадки.

Кроме фундаментального идейного и инженерного вклада, ИТЭР, по словам ученых, уже обязан России разработкой ряда ключевых элементов, среди которых самый совершенный сверхпроводящий кабель и лучшие в мире гиротроны – устройства для нагрева плазмы электромагнитным излучением сверхвысокой частоты.

Трудная задача с тритием

В качестве топлива в ИТЭР будет использована смесь изотопов водорода – дейтерия и трития. Дейтерий можно относительно легко производить из воды, а тритий будет воспроизводиться в самом термоядерном реакторе. ИТЭР, как экспериментальная установка, еще не будет производить электроэнергию, но на коммерческих термоядерных реакторах, по расчетам ученых, один грамм топлива будет давать столько же энергии, сколько сейчас дают от 10 до 20 тонн углеводородов.

Один из рисков в работе реактора будет заключаться в накоплении радиоактивного трития в разрядной камере токамака, поэтому его количество ограничено стандартами безопасности. Материалы внутренней стенки камеры – вольфрам и бериллий – не накапливают много трития, но тем не менее, как объяснили ученые, для стабильной работы реактора необходимы методы регулярного дистанционного контроля уровня трития.

Суммарное количество этого изотопа в камере можно определить из баланса поступившего и откачанного газа. Для более точного локального измерения его содержания в стенках реактора ученые решили использовать лазерное излучение: под его воздействием будет происходить своего рода "испарение" поверхностного слоя стенки с последующим захватом и анализом образовавшихся частиц.

Решением этой ключевой проблемы будет заниматься специально созданная в 2020 году в Институте лазерных и плазменных технологий НИЯУ МИФИ лаборатория под руководством молодого ученого, доцента кафедры физики плазмы Юрия Гаспаряна.

"Наша задача – научиться измерять концентрацию легких и очень подвижных изотопов водорода при минимально возможном воздействии на стенку реактора. Испытания запланированы как на лабораторных установках, так и на токамаке Глобус-М2 в ФТИ имени А.Ф. Иоффе", – рассказал ученый.

Опасная пыль

Идея магнитной термоизоляции плазмы в тороидальном, то есть "бубликовидном", магнитном поле, лежащая в основе токамака, как объяснили ученые НИЯУ МИФИ, все же не исключает попадания частиц и излучения на стенки реактора. Под их воздействием от стенок будут отделяться макроскопические продукты эрозии, или, проще говоря, пыль.

Расчеты физиков показывают, что частицы пыли будут собираться на дне разрядной камеры токамака, что представляет опасность для реактора: пыль сама по себе пожароопасна, а кроме того она активно накапливает радиоактивный тритий.

Для того, чтобы контролировать количество и состав пыли, не останавливая реактор, группа ученых НИЯУ МИФИ во главе с профессором Леоном Беграмбековым предложила использовать особый зонд с приложенным к нему электрическим потенциалом.

В электрическом поле между зондом и поверхностью стенки крупинки пыли будут электризоваться и притягиваться в специальный приемник. Перемещаясь над поверхностью, зонд как пылесос будет собирать пыль, перемещая ее затем из реактора через специальные шлюзы.

Научный авангард

В центральной команде проекта в Кадараше работают тысяча сто специалистов из всех стран-участниц, и еще несколько десятков тысяч ученых и инженеров трудятся в домашних командах.

"НИЯУ МИФИ и, в частности, кафедра физики плазмы – один из активных участников проекта, в том числе и в подготовке кадров. Более полувека наша кафедра готовит специалистов в области физики горячей плазмы и управляемого термоядерного синтеза. Наши выпускники трудятся как в центральной, так и в домашней командах ИТЭР, а география наших коллабораций простирается почти по всей планете", – рассказал заведующий кафедрой физики плазмы НИЯУ МИФИ Валерий Курнаев.

За время существования кафедры ее специалистами были созданы установки, позволяющие исследовать взаимодействие плазмы и ее компонентов (ионов, электронов, нейтральных атомов) с различными материалами. Были разработаны теории и коды для описания этих процессов и подготовлено большое число ученых.

Среди работ, уже выполненных специалистами кафедры для ИТЭР, создание метода спектроскопического обнаружения протечек воды в плазму из охлаждаемых элементов первой стенки реактора, разработка методик для изучения воздействия чистящего тлеющего разряда на первые зеркала диагностических лазерных систем, а также создание предохранительных экранов для коллекторов электромагнитного излучения.
 

XP Best, EU20.10.20 20:00
Про этот Токамак тогда (советский), воплощенном в экспериментальной установке, много писалось в "Науке и жизнь"в конце 70-гг, с фото реального громадного работающего изделия, а не как щас компьютерные рисовки. И про магнитную бутылку, в которой удерживали плазму и пр,, пр. Не прошло и 40 лет как начинают делать установку, но уже во Франции международными силами.

"... работают тысяча сто специалистов из всех стран-участниц, и еще несколько десятков тысяч ученых и инженеров трудятся в домашних командах"
Токо вдуматься - несколько десятков тысяч работают на проект и над проектом уже несколько десятилетий. И конца и края не видно.
Холодный синтез после нескольких десятилетий исследований мировой командой, уже вроде признали бесперспективным?
Тут ГЗ очень любит высказываться про всех этих академиков, что он думает про такой научный "долгострой"?

Можно сильно предположить по имеющимся, уже историческим, фактам, что если что и урожает нефтегазу в следующие 50 лет, так это возобновлямая энергетика и биоэтанол.
Нехороший человек, tr21.10.20 00:39
> XP Best
Про этот Токамак тогда (советский), воплощенном в экспериментальной установке, много писалось в "Науке и жизнь"в конце 70-гг, с фото реального громадного работающего изделия, а не как щас компьютерные рисовки. И про магнитную бутылку, в которой удерживали плазму и пр,, пр. Не прошло и 40 лет как начинают делать установку, но уже во Франции международными силами.

"... работают тысяча сто специалистов из всех стран-участниц, и еще несколько десятков тысяч ученых и инженеров трудятся в домашних командах"
Токо вдуматься - несколько десятков тысяч работают на проект и над проектом уже несколько десятилетий. И конца и края не видно.
Холодный синтез после нескольких десятилетий исследований мировой командой, уже вроде признали бесперспективным?
Тут ГЗ очень любит высказываться про всех этих академиков, что он думает про такой научный "долгострой"?

Можно сильно предположить по имеющимся, уже историческим, фактам, что если что и урожает нефтегазу в следующие 50 лет, так это возобновлямая энергетика и биоэтанол.
Гидроэнергетика - это вполне себе вид возобновляемой энергетики, разве нет?
Udushyev, RU21.10.20 09:37
расскажите мне, серому, с приличным стажем в ядерной отрасли, что простой человек будет иметь с этого термояда? Есть реакция деления (все атомные станции, транспортные и пр. реакторы): в твердом твэле делится ядро урана. Образуется 2 здоровенных осколка - по 40% и 60% от урана, разлетающиеся с энергией почти 200 Мэв. Далеко улететь в твердом (опять же) твэле они не могут, тормозятся с выделением тепла. Вода омывает твэл, нагревается (бывает, что и до кипения), а дальше делай с ней, что хочешь - в парогенератор или прямо на турбину. Ура.
термояд.
1. Тритий Н3 + дейтерий Н2 превращается в ядро газа гелия с 3.5 Мэв и летящий 14.5 Мэвный нейтрон. Ну и где здесь энергия при нормальной стационарной работе? Кому этот нейтрон нужен?
2. Тритий. единственный путь его получения - реакторное облучение лития 7 с последующей радиохимией. Литий - не уран, последнего в земной коре целых 0.00027% - это до фига!. а литий, все более выбираемый для модных литий-ионных аккумуляторов?
Термоядерный реактор до сих пор не построен только потому, что он никому не нужен, и пути его использования с положительным кпд пока что не просматривается.
Ипполит Удушьев
Николай, RU21.10.20 11:37
> Udushyev
расскажите мне, серому, с приличным стажем в ядерной отрасли, что простой человек будет иметь с этого термояда?
С чистого термояда простой человек в разумной перспективе мало что может получить. Но есть несколько косвенных выгод:


1. У нас в России есть программа по разработке и строительству гибридных реакторов, в которых термоядерный "запал" играет роль первичного источника нейтронов. А уже этот поток активирует тяжелые элементы и они распадаются с выделением энергии. Дальше - как в обычном тепловом реакторе. При этом резко снижаются ограничения на термоядерную часть: не нужна непрерывность и самоподдерживаемость реакции. Главное чтобы общий КПД установки был положительным. Для этого необходимы проверенные конструкционные материалы, выдерживающие термоядерные потоки нейтронов. А вот эти материалы как раз исиытываются в токамаках.
Гибридный реактор получится очень далеким от критичности, поэтому станет возможна экономия на избыточных системах защиты. Да и к топливу будет совсем не требователен - будет гореть все, что хорошо активируется.
Для этих целей мне больше нравится подход Новосибирцев с их открытыми ловушками, а не токамаки. У них сейчас есть очень интересные решения с винтовыми пробками в пробкотронах.


2. Развитие технологий. В данном случае - технологии сверхпроводящих материалов, которые реально создаются в России за деньги мирового научного сообщества. Такая же выгода, как от пилотируемой космонавтики - амбициозная задача, требующая сильно нестандартных решений, на которые в мирное время никто не выделил бы деньги.


3 Престиж нашей науки. Тут мы на переднем крае развития всего человечества.
RedFox, RU21.10.20 11:42
> Udushyev
расскажите мне, серому, с приличным стажем в ядерной отрасли, что простой человек будет иметь с этого термояда? Есть реакция деления (все атомные станции, транспортные и пр. реакторы): в твердом твэле делится ядро урана. Образуется 2 здоровенных осколка - по 40% и 60% от урана, разлетающиеся с энергией почти 200 Мэв. Далеко улететь в твердом (опять же) твэле они не могут, тормозятся с выделением тепла. Вода омывает твэл, нагревается (бывает, что и до кипения), а дальше делай с ней, что хочешь - в парогенератор или прямо на турбину. Ура.
термояд.
1. Тритий Н3 + дейтерий Н2 превращается в ядро газа гелия с 3.5 Мэв и летящий 14.5 Мэвный нейтрон. Ну и где здесь энергия при нормальной стационарной работе? Кому этот нейтрон нужен?
2. Тритий. единственный путь его получения - реакторное облучение лития 7 с последующей радиохимией. Литий - не уран, последнего в земной коре целых 0.00027% - это до фига!. а литий, все более выбираемый для модных литий-ионных аккумуляторов?
Термоядерный реактор до сих пор не построен только потому, что он никому не нужен, и пути его использования с положительным кпд пока что не просматривается.
Ипполит Удушьев
ИТЭР экспериментальная установка, и получать энергию от него не планируется. Прежде чем приступать к созданию полноценного реактора, процесс нужно отработать. Кстати, первые ядерные реакторы были точно такими же.
Ril, RU21.10.20 12:01
С термоядерным синтезом экспериментируют уже лет 70, каких-то внятных результатов не видно.
NRoss, SE21.10.20 14:34
Несколько настораживает еще одно: они этот проект в 1990-х начали, обещают к 2050-му выдать первый кило(Гига)Ватт. И получается, что те, кто строил его фундамент, прокладывал гидравлику и мотал катушки, к 50-му будут в лучшем случае дедками под 80 лет.
Т.е. проект длинною более 1 человеческой жизни. Кто и что делал в 90-х, к 50-му досконально будут знать единицы, а то и вовсе никто, ибо рынок труда всё-таки подвижен. Мануалы - они конечно есть, но может получиться и так, что в момент запуска этого агрегата, персонал будет ориентироваться в работе только верхнего уровня управления....
Мороз, UA21.10.20 21:03
> RedFox
> Udushyev
расскажите мне, серому, с приличным стажем в ядерной отрасли, что простой человек будет иметь с этого термояда? Есть реакция деления (все атомные станции, транспортные и пр. реакторы): в твердом твэле делится ядро урана. Образуется 2 здоровенных осколка - по 40% и 60% от урана, разлетающиеся с энергией почти 200 Мэв. Далеко улететь в твердом (опять же) твэле они не могут, тормозятся с выделением тепла. Вода омывает твэл, нагревается (бывает, что и до кипения), а дальше делай с ней, что хочешь - в парогенератор или прямо на турбину. Ура.
термояд.
1. Тритий Н3 + дейтерий Н2 превращается в ядро газа гелия с 3.5 Мэв и летящий 14.5 Мэвный нейтрон. Ну и где здесь энергия при нормальной стационарной работе? Кому этот нейтрон нужен?
2. Тритий. единственный путь его получения - реакторное облучение лития 7 с последующей радиохимией. Литий - не уран, последнего в земной коре целых 0.00027% - это до фига!. а литий, все более выбираемый для модных литий-ионных аккумуляторов?
Термоядерный реактор до сих пор не построен только потому, что он никому не нужен, и пути его использования с положительным кпд пока что не просматривается.
Ипполит Удушьев
ИТЭР экспериментальная установка, и получать энергию от него не планируется. Прежде чем приступать к созданию полноценного реактора, процесс нужно отработать. Кстати, первые ядерные реакторы были точно такими же.
Еще как планируется.
"
А, реализовав его, человечество серьёзно продвинется вперёд в развитии, получит шанс решить глобальную проблему обеспечения электроэнергией, причём при достаточно высоком уровне безопасности и меньшей нагрузке на окружающую среду"

Подробности: Ссылка
Любое использование материалов допускается только при наличии гиперссылки на Ссылка .

veldinc`, RU21.10.20 21:40
А мне вот интересно другое: если в СССР токамаки разрабатывались, строились и работали, то зачем сейчас участвовать в неких "международных" (а фактически западных) проектах? Если это необходимо, почему бы этим не заниматься самим? НИИ есть, промышленность есть. Разработать свой проект, довести до промышленного состояния, внедрить и получать от его работы выгоду, в том числе и финансовую (если таковая будет иметь место). Получить патенты и прочее. Зачем отавать все результаты некому "международному" сообществу, которое при этом враждебно настроено?...
RedFox, RU21.10.20 23:46
> Мороз
> RedFox
> Udushyev
расскажите мне, серому, с приличным стажем в ядерной отрасли, что простой человек будет иметь с этого термояда? Есть реакция деления (все атомные станции, транспортные и пр. реакторы): в твердом твэле делится ядро урана. Образуется 2 здоровенных осколка - по 40% и 60% от урана, разлетающиеся с энергией почти 200 Мэв. Далеко улететь в твердом (опять же) твэле они не могут, тормозятся с выделением тепла. Вода омывает твэл, нагревается (бывает, что и до кипения), а дальше делай с ней, что хочешь - в парогенератор или прямо на турбину. Ура.
термояд.
1. Тритий Н3 + дейтерий Н2 превращается в ядро газа гелия с 3.5 Мэв и летящий 14.5 Мэвный нейтрон. Ну и где здесь энергия при нормальной стационарной работе? Кому этот нейтрон нужен?
2. Тритий. единственный путь его получения - реакторное облучение лития 7 с последующей радиохимией. Литий - не уран, последнего в земной коре целых 0.00027% - это до фига!. а литий, все более выбираемый для модных литий-ионных аккумуляторов?
Термоядерный реактор до сих пор не построен только потому, что он никому не нужен, и пути его использования с положительным кпд пока что не просматривается.
Ипполит Удушьев
ИТЭР экспериментальная установка, и получать энергию от него не планируется. Прежде чем приступать к созданию полноценного реактора, процесс нужно отработать. Кстати, первые ядерные реакторы были точно такими же.
Еще как планируется.
"
А, реализовав его, человечество серьёзно продвинется вперёд в развитии, получит шанс решить глобальную проблему обеспечения электроэнергией, причём при достаточно высоком уровне безопасности и меньшей нагрузке на окружающую среду"

Подробности: Ссылка
Любое использование материалов допускается только при наличии гиперссылки на Ссылка .

ITER - Международный экспериментальный термоядерный реактор. Ключевое слово как выпонимаете, экспериментальный. Термоядерные реакторы никогда не строили и опыта эксплуатации этих установок нет, и прежде чем будет созданы промышленные образцы придется решить много технических проблем, для этого ИТЭР и нужен. Кстати статья устаревшая, 2017й год.
yspif, RU22.10.20 02:32
При очень высокой температуре вещество уже не может находиться в состоянии плазмы, и самопроизвольно, скачкообразно, переходит в принципиально иное состояние.

 По существу, открыто принципиально новое, пятое состояние вещества. Ему дано условное название "ПЛАЗМЕННЫЙ   КРИСТАЛЛ" (ПК) или "КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ   ПЛАЗМА". 

ПК не нужно удерживать, как пытаются удержать плазму. При остывании ПК лавинообразно переходит в состояние обычной плазмы и взрывается, как взрывается шаровая молния. В принципе, шаровая молния это и есть кусочек вещества в пятом состоянии. 

Разогревая термоядерное топливо до нужной температуры и получив при этом термоядерный взрыв, все убедились в простейшем, но, на самом деле, грубо ошибочном механизме протекания реакции термоядерного синтеза. 



Ни у кого не осталось и тени сомнений, что синтез идет за счет случайных столкновений частиц в высокотемпературной плазме, при их хаотичном тепловом движении, и как результат - длительные, изнурительные, неудачные и совершенно бесперспективные попытки реализовать управляемый ядерный синтез, нагревая и удерживая термоядерное топливо. 



На самом деле все значительно сложнее и гармоничнее. 



Нагрев вещества до критической температуры, всего лишь, создает условия для образования множества точек плазменного фокуса. Как только такие точки фокуса в плазме образовались, ее свойства кардинально меняются. Это уже не хаос, а строго организованная в трехмерном пространстве система потоков (пучков) заряженных частиц со множеством трехмерных перекрестков.

Ссылка
English
Архив
Форум

 Наши публикациивсе статьи rss

» Памяти Фывы
» Алексей Скрипалевич Навальный
» Дж.Сорос о "доктрине Сороса" и препятствующей глобализму политике США
» История в стиле минимализм
» Исраэль Шамир о феномене и опасности «мирового еврейства». Компиляция.
» Дискурс драпировки Мавзолея
» Ковид-19. Что же все таки происходит. Мнение почти участника событий.
» Законность ограничительных мер в связи с КОВИД-19. Вопросы без ответов
» Технические работы на сервере

 Новостивсе статьи rss

» Китай впервые использует связь 5G в строительстве мостов
» Сбор резервистов в Донецке стал следствием поражения Карабаха — Ходаковский
» Минприроды предложит новую программу генеральной уборки Арктики
» Патрушев: В этом году в Крыму было предотвращено четыре теракта
» Ученые выяснили, что наша Галактика вытягивается и скручивается
» Эксперт объяснил, почему США оспаривают территориальные воды России
» Половина кабмина Армении подала в отставку, ожидается еще два увольнения
» “Черский” уже не может достраивать “Северный поток-2”

 Репортаживсе статьи rss

» Высокие технологии изменят жизнь российского села
» Синтез с опытом деления. "Росатом" углубляет базовые компетенции, развивает новые и меняется сам
»  Летать быстрее звука - когда вернутся в небо сверхзвуковые пассажирские самолеты
» Руководитель ракетных войск и артиллерии рассказал "РГ" о новом, "умном" оружии
» Сибирские ученые придают металлам и сплавам принципиально новые свойства
» К 2035 году Китай завершит социалистическую модернизацию экономики
» Оздоровление Волги, Байкала и Телецкого озера стало национальным приоритетом
» Крылья Арктики: как российские самолеты и вертолеты вернулись на Север

 Комментариивсе статьи rss

» «Турецкая мечта»: Анкара борется за влияние в республиках бывшего СССР
» "Дело не только в истребителях": США показали Европе свое истинное лицо
» Как кыргызский язык стал «русским» и почему это закономерно.
» RAND Corporation (США): измотать Россию и вывести ее из равновесия
» Возобновляемая энергетика в России: быть или не быть?
» Нацпроекты нуждаются в серьезной доработке
» Теории заговора, которые удалось доказать
» Главная проблема современных марксистов в ложной самоидентификации

 Аналитикавсе статьи rss

» Восьмое криптопослание Госдуме
» «Прощай, Америка»: китайский вариант Евросоюза
» Трамп показал Америке правду, которую она не сможет перенести
» Есть ли у Европы альтернативы российскому газу
» Взломанная демократия Америки
» Пять главных загадок Второй карабахской войны
» Энергия Байдена
» Байден победил, но «Америка Трампа» оказалась половиной США
 
мобильная версия Сайт основан Натальей Лаваль в 2006 году © 2006-2020 Inca Group "War and Peace"