Почему крупнейший термоядерный реактор заработает не ранее 2039 года?

На модерации Отложенный

ITER

Крупнейший в мире термоядерный реактор, наконец, собран, но он не будет работать еще 15 лет.

Термоядерный реактор Международного проекта термоядерной энергетики (ITER), состоящий из 19 массивных катушек, первоначально планировалось запустить в 2020 году. Теперь ученые полагают, что он заработает не ранее 2039 года.

Этот реактор является результатом сотрудничества 35 стран, в том числе всех стран-участниц ЕС, России, Китая, Индия и США. ITER содержит самый мощный в мире магнит, что делает его способным создавать магнитное поле в 280000 раз более сильное, чем то, которое защищает Землю.

Впечатляющие характеристики реактора коррелируются с его ценой. Первоначально планировалось, что он обойдется примерно в $5 миллиардов, но сейчас его бюджет превысил уже $22 миллиарда и есть запрос на дополнительное финансирование в размере $5 миллиардов. Именно эти непредвиденные расходы являются причиной, почему проект отложен еще на 15 лет.

Цель ITER – использовать мощность ядерного синтеза, благодаря которому горят звезды.

Они сплавляют атомы водорода при чрезвычайно высоком давлении и температуре, вырабатывая огромное количество энергии.

Но воспроизвести на Земле процессы, происходящие внутри звезд - непростая задача. Наиболее распространенная конструкция термоядерных реакторов, токамак, работает за счет перегрева плазмы (одно из четырех состояний вещества, состоящее из положительных ионов и отрицательно заряженных свободных электронов) и помещения ее в реакторную камеру с мощным магнитным полем.

Главная проблема – как удержать турбулентные и перегретые плазменные витки на месте достаточно долго, чтобы произошел ядерный синтез. Кроме того, эта плазма должна иметь очень высокую температуру (во много раз выше солнечной), потому что ей придется существовать при гораздо более низких давлениях, чем в ядре звезды.

Температура ядра нашего Солнца достигает около 15 миллионов градусов по Цельсию, давление внутри примерно в 340 миллиардов раз превышает давление на Земле. Указанной температуры плазмы инженеры смогли достичь относительно просто, но теперь надо найти способ загнать ее так, чтобы она не прогорела в реакторе и не сорвала термоядерную реакцию. Сейчас предполагается это сделать с помощью лазеров, либо магнитных полей.