Восемь месяцев назад была запущена термоядерная установка токамак Т-15МД. Наконец удалось получить плазменный разряд с температурой в 40 млн градусов по Цельсию, что вдвое выше температуры в центре Солнца. Теперь стоит задача – удержать плазму в стабильном состоянии как можно дольше.
Токамак – установка для создания магнитного поля и получения внутри него управляемой плазмы. Температура – миллионы градусов.
Реакция в токамаке имитирует ядерный синтез, который происходит на Солнце в естественных условиях. Плазма сильно возмущена, быстро меняет свои положения, контроль над ней – наиважнейшая задача.
Полученный на неделе разряд с током плазмы 260 кА, длительностью более 2 с – рекорд для российских токамаков по длительности импульса. Температура электронной компоненты плазмы составила порядка 40 млн градусов. Российские ученые – в одном шаге от создания нового, вечного, безопасного источника энергии.
В век цифровизации треть всей производимой в мире электроэнергии идет на работу сетей. Шагнуть в новую энергетическую эру человечеству должен помочь ИТЭР – Интернациональный термоядерный экспериментальный реактор. Он строится во Франции силами многих стран. Российский вклад даже в нынешних условиях огромен и продолжается. Наша страна — родина научных работ по управляемому термоядерному синтезу. А "токамак" – русское слово. Его идея возникла в стенах Курчатовского института. Первый в мире токамак был создан в 1955 году, и это была инициатива Игоря Курчатова, продолженная Игорем Таммом и развернутая академиками Арцимовичем и Велиховым. Российские специалисты по-прежнему лучшие в работе с токамаками.
"Мы первые в мире это предложили. А теперь мы построили токамак, за короткий срок его фактически придумали, рассчитали, создали, и он практически сразу заработал. Обычно на достижение результатов, о которых мы сегодня объявляем, уходят годы, а мы с одного цикла этого добились. Получили просто уникальные параметры", – говорит президент НИЦ "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук.
Изучать плазму ученым критически важно. Термоядерный синтез – очень сложная и очень дорогая технология. И здесь Россия занимает лидирующие позиции. Исследования в этой области ведут к новой энергетике, к созданию плазменных технологий, новых материалов.
К такому научно-технологическому прорыву привёл запуск в провальные 1990-е Курчатовского синхротрона. Сейчас уникальная мегаустановка работает 24 часа в сутки практически круглый год. "Виглер", внутри которого находятся замороженные магниты для увеличения фотонного пучка, – самый интересный для исследователей.
"У нас порядка 14 станций исследовательских сотни экспериментов и станции загружены круглый год", – говорит старший научный сотрудник Курчатовского комплекса синхротронно-нейтронных исследований Ратибор Чумаков.
Сообщения об удержании плазмы регулярно приходят из Китая, Кореи, США и других точек мира, но там чаще всего разогревают более легкие электроны. А в камере мегаустановки в Курчатовском институте – более тяжелые ионы водорода. Для примера: всего 80 граммов смеси дейтерия и трития выдают столько же энергии, сколько тысяча тонн угля при сжигании.
"На Солнце температура значительно ниже чем здесь. Но нам важна не температура, а выход нейтронов. Впервые в мире создана машина, оптимизированная как источник нейтронов", – говорит Ковальчук.
Токамак – это еще и установка для замыкания ядерного топливного цикла атомных станций. Все отходы можно использовать в жидко-солевом реакторе, вырабатывать энергию и нарабатывать нужные изотопы для медицины и техники. Это часть будущей энергетической установки, которая заменит все типы существующих реакторов.
Самые масштабные как с научной, так и с финансовой точки зрения проекты современности — это создание мегаустановок. Проектирование, строительство, содержание и эксплуатация таких крупных научных комплексов — стратегическая задача. Благодаря своим уникальным исследовательским возможностям они не только задают высокую планку для отечественной науки, но и являются ключевым элементом технологической независимости нашей страны.
