Сверхмощный магнит в самом крупном термоядерном реакторе: что пошло не так?

Строительство термоядерного реактора ИТЭР в 2020 году. Источник фото: jutarnji.hr

Во Франции завершено строительство самого большого и самого мощного в мире термоядерного реактора. ИТЭР (международный проект по термоядерной энергии) стал результатом сотрудничества 35 стран, среди которых все государства ЕС, а также США, Россия, Китай и Индия. Изначально планировалось начать испытания этого токмака еще в 2020 году, однако строительство затянулось до 2024 года. Но самое печальное, что запуск реактора отложен как минимум до 2039 года. Вполне возможно, что это произойдет еще позже.

Термоядерная реакция встречается во вселенной повсюду, а точнее — во всех звездах, включая Солнце. Посредством этой реакции они преобразуют материю в свет и тепло, то есть генерируют огромное количество энергии. Причем в ходе этой реакции не возникает парниковых газов или радиоактивных отходов.

Поэтому ученые последние 70 лет пытаются воссоздать термоядерную реакцию в земных условиях. В 1958 году советский ученый Натан Явлинский спроектировал первый термоядерный реактор типа токамак. Для его работы вначале получают плазму, состоящую из положительных ионов и отрицательно заряженных свободных электронов, а затем заключают ее в реакторную камеру в форме бублика, которая обладает мощным магнитным полем. В результате возникает термоядерный синтез, сопровождающийся выделением большого количества энергии.

Термоядерный реактор типа токмак был придуман советским ученым в 1958 году. Источник фото: spacegid.com

Но создание термоядерного реактора не привело ученых к успеху — в течение многих десятилетий никому не удавалось получить больше энергии от термоядерного синтеза, чем было на него затрачено. В какой-то момент ученые даже стали считать, что в земных условиях невозможно использовать термоядерный синтез для получения чистой энергии. Однако в последние годы удалось добиться серьезных успехов.

В 2022 году ученым впервые удалось получить чистую энергию. Затем было сделано еще несколько весомых достижений. Особенно продуктивным в этом плане стал 2024 год, так как было установлено сразу два серьезных рекорда — в Южной Корее получили плазму в 7 раз горячее Солнца, а в Великобритании ученые добились наибольшего количества чистой энергии за всю историю.

В 2022 году ученым впервые удалось получить чистую энергию в результате термоядерного синтеза. Источник фото: dzen.ru

Поэтому в последние годы возникла надежда на то, что термоядерный синтез может быть использован в промышленных масштабах для получения электричества экологически чистым способом. Для этого все полученные ранее знания ученые должны были использовать в экспериментальном термоядерном реакторе ИТЕР. Однако теперь эта перспектива откладывается на неопределенный срок.

ИТЕР обладает самым мощным магнитом на Земле в настоящее время. Он в 280 тысяч раз мощнее, чем магнит нашей планеты, который создает магнитное поле. Токмак содержит 19 массивных катушек, соединенных в несколько тороидальных магнитов, которые удерживают плазму.

ИТЕР — самый мощный термоядерный реактор в мире. Источник фото: hightech.fm

Надо сказать, что до окончания строительства ITER, самым большим и мощным термоядерным реактором был JT-60SA, построенный в Японии. Он был открыт совсем недавно — в конце 2023 года. Согласно задумке, опыт использования этого токмака должен помочь ученым в испытании ITER.

Строительство нового термоядерного реактора вышло не только за временные рамки, но и в несколько раз превысило запланированный бюджет. Вместо 5 миллиардов долларов США его бюджет составил 28 миллиардов долларов. Из них более чем 22 миллиарда было уже потрачено. То есть осталось всего 5 миллиардов, однако они зарезервированы на непредвиденный срок.

То есть, фактически, денег на запуск нового токмака уже не осталось. Это и стало причиной того, что запуск ИТЕР на полную мощность с задействованием всех 19 катушек пришлось отложить на 15 лет.

ИТЭР оказался слишком дорогим, поэтому денег на его запуск нет. Источник фото: ria.ru

ITER должен стать последним этапом на пути к промышленному использованию термоядерной энергии. То есть все страны, которые участвовали в проекте, впоследствии смогут использовать наработки и полученные знания для строительства своих собственных термоядерных реакторов.

Переход на термоядерную энергетику должен решить проблему климатического кризиса за счет резкого уменьшения количества выбросов. Поэтому задержка в 15 лет вызывает серьезную озабоченность среди ученых. По их мнению, термоядерная энергетика теперь не успеет вовремя решить проблему климатического кризиса.

Обязательно посетите наши каналы Дзен и Telegram, здесь вас ждут самые интересные новости из мира науки и последние открытия!

Учитывая все вышесказанное, вряд ли стоит рассчитывать на появление термоядерной энергетики в ближайшие 20-30 лет. Поэтому многие страны в последнее время активно развивают зеленую энергетику. Например, в Китае недавно открылась самая большая солнечная электростанция. Она способна полностью обеспечить электроэнергией небольшую страну.