Когда заработает первая промышленная термоядерная электростанция? Сообщения СМИ, аргументы в пользу и против прогноза
02 февраля 2021 - Для того, чтобы человечество смогло создавать функциональные термоядерные реакторы, служащие во благо, необходимо выполнение трех важнейших условий: достижение температурной границы ионов до 100 млн градусов и выше, чтобы реакция синтеза стала самоподдерживающейся; удержание разогретой плазмы в течение длительного времени внутри ограниченного пространства; обеспечение высокой плотности разогретого вещества. HL-2M Tokamak уже способен выполнить первое условие. Если ученые Китая смогут решить две оставшиеся задачи, то новенький токамак ляжет в основу ныне создаваемого Международного экспериментального термоядерного реактора (ITER). Большая часть критиков заявляют, что термоядерные реакторы, в частности ITER, нежизнеспособны по ряду причин: высокоэнергичные нейтроны в реакторе невозможно будет долго удерживать в равновесии и они повредят его стенки, выведя установку из строя; нейтронная бомбардировка внутри реактора может вызвать радиоактивность, тем самым загрязняя его и делая невозможным последующее обслуживание и эксплуатацию; уже сейчас наблюдается повышенная нагрузка на диверторы (устройства внутри реактора, отвечающие за удаление отходов из плазмы во время его работы). Это значит, что в будущем при создании коммерческих электростанций необходимо будет применять диверторы нового типа, однако на их разработку до сих пор не выделяется финансирование; последнее — опасность мощного взрыва установки, поскольку ученые до сих пор не в состоянии полностью контролировать высокоэнергетические изотопы водорода дейтерия и трития, используемые в термоядерном синтезе ITER. https://hi-tech.mail.ru/review/iskusstvennoe-solnce/
5 апреля 2019 - В основном низкая эффективность термоядерного реактора связана с высокой температурой плазмы, необходимой для синтеза (порядка десяти миллионов градусов). Во-первых, чтобы нагреть вещество до такой температуры, нужно потратить много энергии. Во-вторых, чтобы плазма не расплавила стенки реактора, нужно поддерживать мощное магнитное поле, что тоже требует большой мощности. Более того, намагниченная плазма все равно остается очень нестабильной, из-за чего ее невозможно удерживать в течение долгого времени. В результате даже самый эффективный термоядерный реактор (NIF) не смог получить энергии больше, чем требуется на «поджиг» топлива, а самый «стойкий» реактор (EAST) удерживал плазму чуть больше минуты. https://nplus1.ru/news/2019/04/05/z-pinch
11 марта 2019 - Ученые Китайской академии наук собираются завершить в этом году строительство нового токамака. Установка должна обновить рекорд в создании высокотемпературной плазмы и приблизить получение энергии из реакции термоядерного синтеза. В ноябре прошлого года китайские специалисты из Института физики плазмы разогрели в экспериментальном сверхпроводящем токамаке EAST «искусственное солнце» до 100 млн градусов Цельсия. В минувшее воскресенье представитель Китайской национальной ядерной корпорации Дуань Сюйжу объявил, что инженеры завершат работы над новым токамаком HL-2M в 2019 году, пишет Science Alert. Осенью реактор EAST довел температуру электронов в плазме до 100 млн градусов, а температуру ионов — до 50 млн С. Токамак HL-2M сможет вдвое увеличить последний показатель. 100 млн градусов — это в семь раз выше температуры на Солнце. Также новый токамак поднимает уровень электрического тока в плазме с 1 трлн до 3 трлн ампер. Достижение границы температуры ионов в 100 млн градусов — одно из трех условий появления функциональных термоядерных реакторов. Два других — удержание плазмы внутри ограниченного пространства на протяжении достаточно долгого времени и обеспечение высокой плотности плазмы. Если HL-2M позволит воплотить эти планы, установка станет образцом для создания будущих термоядерных реакторов и огромным вкладом Китая в строящийся во Франции Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER), который будет завершен не ранее 2025 года. https://hightech.plus/2019/03/11/kitai-vklyuchit-novoe-iskusstvennoe-sol...
04 декабря 2018 - Одним из самых перспективных подходов к ядерной энергетике является тип реактора, называемый токамак — он использует мощные магнитные поля для улавливания сверхнагретой плазмы внутри камеры в форме тора (проще говоря — полого бублика). Одним из основных препятствий при разработке токамака является тот факт, что плазма разогревается до колоссальных температур, доходящих до миллионов градусов Цельсия. Такого нагрева, к примеру, достигает корона Солнца.
04 декабря 2018 - Физики из Великобритании объявили о том, что нашли способ охладить раскаленную до миллиона градусов плазму с помощью специальной установки. С ее помощью ученые надеются запустить первый реактор термоядерного синтеза уже к 2025 году. Новая система, разработанная инженерами и физиками-ядерщиками, использует проверенную временем методику: она увеличивает путь, который плазма проходит по токамаку, тем самым значительно охлаждая ее. После этого плазма вступает в контакт в так называемой «жертвенной стеной» — специальным блоком, состав которого пока не разглашается. Известно лишь то, он постепенно разрушается под воздействием высоких температур, так что каждые несколько лет его придется заменять. Исследователи надеются на то, что первое испытание новой системы пройдет на экспериментальном реакторе ITER во Франции. Международная команда, работающая над постройкой реактора (запуск которого запланирован на 2025 год) надеется, что это будет первый в истории реактор, производящий чистую энергию — что станет первым шагом к электростанциям, работающим на энергии термоядерного синтеза. https://www.popmech.ru/science/news-452202-uchenye-obuzdali-energiyu-ter...
14 ноября 2018 - С помощью экспериментального продвинутого сверхпроводящего токамака (EAST), который называют китайским «искусственным солнцем», физики смогли разогреть плазму до 100 миллионов градусов Цельсия (что в 6 раз выше температуры ядра нашей звезды) и достигнуть мощности нагрева в 10 МВт. Эксперимент проводился с помощью первого в мире сверхпроводящего токамака с некруглым поперечным сечением. Его разработкой и сборкой занимались ученые из Института физики плазмы при Академии наук Китая. В опубликованном пресс-релизе института говорится, что полученные результаты оказались близки к удовлетворению физических условий, необходимых для создания будущего стационарного термоядерного реактора. Полученные в ходе испытаний параметры также важны для строительства проекта китайского экспериментального реактора термоядерного синтеза (CFETR). http://english.hf.cas.cn/new/news/rn/201811/t20181113_201186.html
21 сентября 2018 - Специалисты Института ядерной физики (ИЯФ СО РАН) произвели физический пуск мощного высоковольтного инжектора с уникальными характеристиками для нагрева термоядерной плазмы, сообщает институт в четверг. В учреждении пояснили, что эта экспериментальная установка была разработана и изготовлена по заказу американской компании ТАЕ Technologies, которая занимается созданием безнейтронного термоядерного реактора. С помощью этого инжектора ученые планируют отработать технологию нагрева плазмы в реакторе ТАЕ Technologies. "Ранее в ИЯФ СО РАН был разработан и испытан прототип подобного инжектора (мощного, для нагрева плазмы в установках нового поколения – ред.), который хорошо зарекомендовал себя на стендовых испытаниях. Был получен интенсивный пучок отрицательных ионов с энергией 117 килоэлектронвольт (кэВ). Также были проведены эксперименты по транспортировке пучка в реактор. Теперь начинается систематическая работа на инжекторе с существенно большей энергией частиц. На сегодняшний день в мире не существует инжекторов для нагрева плазмы с подобными характеристиками", — приводятся в сообщении слова главного научного сотрудника ИЯФ СО РАН Юрия Бельченко. ИЯФ СО РАН является мировым лидером по разработке и изготовлению инжекторов атомарных пучков для термоядерных исследований. Институт поставляет их в ведущие исследовательские центры России, Германии, Швейцарии, США и в другие страны. Такие пучки используются в большинстве проектов термоядерных установок будущего. (1)
21 сентября 2018 - Для осуществления термоядерной реакции необходимо нагреть водородную плазму до температуры в сотни миллионов градусов. Наиболее эффективным методом нагрева является инжекция пучка быстрых атомов. В настоящее время подобная технология испытывается на нескольких крупных термоядерных установках в Европе и Японии и является наиболее перспективной для применения в термоядерной энергетике будущего. (1) https://ria.ru/science/20180913/1528457912.html
19 июля 2018 - Пилообразные колебания температуры и плотности плазмы, которые периодически происходят в термоядерных реакторах, могут вступать во взаимодействие с другими факторами нестабильности и становиться причиной прекращения реакции. Ученые из Принстонской лаборатория плазменной физики разобрались в этом механизме, который они назвали «пульсацией магнитного потока». Физик Изабель Кребс вместе с двумя коллегами провела компьютерное моделирование этого процесса и описала механизм пульсации магнитного потока в журнале Physics of Plasmas. Как показала компьютерная модель, такой механизм способен сам себя регулировать. Если пульсация потока становится слишком сильной, ток ядро плазмы остается «чуть ниже порога пилообразной нестабильности», говорит Кребс. Это позволяет удерживать температуру и плотность плазмы от колебаний вверх и вниз. Гибридный сценарий может пригодиться для предотвращения этих перепадов во время будущих масштабных экспериментов в международном термоядерном реакторе ITER, считают ученые. https://m.hightech.plus/2018/07/18/otkrit-mehanizm-stabilizacii-termoyad...
11 июня 2018 - Термоядерный реактор частной британской компании Tokamak Energy, основанной специалистами из Национальной лаборатории синтеза, той самой, где создали самый мощный в мире токамак JET, впервые разогрел плазму до температуры 15 миллионов градусов Цельсия. «Достижение отметки в 15 млн градусов — это очередная веха в прогрессе Tokamak Energy и еще одно подтверждение эффективности нашего подхода. Наша цель — сделать термоядерную энергию коммерческой реальностью к 2030 году. Мы видим этот путь как череду инженерных задач, требующих дополнительных инвестиций для их выполнения», — заявил глава компании Джонатан Карлинг. Хотя 15 млн градусов действительно являются важным достижением на этом пути, до заветных 100 млн градусов, превращающих термоядерный мини-реактор в искусственную звезду, еще далеко, пишет Engineer. ST40 — это третий реактор в 5-этапном плане, который, по мнению Карлинга, приведет к возможности коммерциализации термоядерной энергетики к концу следующего десятилетия. Первый запуск этого реактора состоялся в апреле прошлого года. Достигнуть такого успеха на сферическом термоядерном реакторе ST40, новейшем в ряду компактных токамаков компании, удалось благодаря технологии merging compression: кольца плазмы сталкиваются и меняют магнитные поля в плазме — процесс, получивший название магнитного перезамыкания. Для этого требуется пропустить через внутренние катушки сильный электрический ток в несколько тысяч ампер в секунду. https://m.hightech.plus/2018/06/07/mini-reaktor-tokamak-energy-vpervie-r...
11 апреля 2018 - Почетный президент «Курчатовского института» академик Российской академии наук Евгений Велихов: «Мы посчитали, что если удастся преодолеть сегодняшние геополитические неприятности, то и Россия, и каждый из партнеров по проекту ITER способны примерно к 2030–2035 годам построить у себя демонстрационный завод на базе гибридного реактора по производству ядерного топлива», — полагает ученый. «Мы готовы к сотрудничеству с коллегами со всего мира. Если же по каким-то причинам этого сделать не удастся, уверен, мы и сами вместе с приблизительно сотней отечественных организаций в состоянии разработать гибридный термоядерный реактор», — отметил Велихов. Гибридный реактор, заявляет академик, представляет собой «комбинацию термоядерной и ядерной энергетики». https://lenta.ru/news/2018/04/11/iter/
13 марта 2018 - Проект термоядерного реактора в ближайшие 15 лет должны реализовать физики из Массачусетского технологического института совместно с сотрудниками компании Commonwealth Fusion Systems. Как сообщает издание Popular Mechanics, экспериментальный проект называется Sparc, для него изготовлена тороидальная камера, которая при помощи магнитов из особых сплавов сможет удерживать сверхгорячую плазму. Spark должен будет генерировать 100 мегаватт тепловой энергии. Если эксперимент будет успешным, в планах у учёных — построить в два раза более мощный реактор. https://life.ru/t/новости/1097167/amierikanskiie_fiziki_postroiat_rieaktor_rabotaiushchii_na_enierghii_zviozd
08 мая 2017 - Первый запуск показал, на что способен термоядерный реактор ST40, построенный Tokamak Energy. Согласно источнику, запуск планировался как проверка возможностей реактора. Теперь Tokamak Energy установит полный комплект магнитных катушек в реактор для достижения температуры для термоядерных реакций. «Сегодня – важный день для термоядерной энергетики Великобритании и всего мира. Мы изобрели первый в мире управляемый термоядерный реактор. ST-40 – машина, которая покажет, что температуры термоядерных реакций возможны и не требуют больших затрат. Термоядерная энергия будет доступна через годы, а не через десятки лет», – сказал Дэвид Кингхэм, генеральный директор Tokamak Energy. https://futurist.ru/news/3387-britanskiy-termoyaderniy-reaktor-sgeneriro...
