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

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.

Термоядерный синтез и реактор токмак

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.

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.

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.

ITER — самый большой в мире термоядерный реактор

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.

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.

Почему запуск ИТЭР отложен на 15 лет

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.

Почему термоядерный реактор ITER важен для всего человечества

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.