Виктор Лаврус
Идея создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах. Тогда от нее было решено отказаться, поскольку ученые были не в состоянии решить множество технических проблем. Прошло несколько десятилетий прежде, чем ученым удалось «заставить» реактор произвести хоть сколько-нибудь термоядерной энергии.
Схема Международного термоядерного реактора (ИТЭР)
Решение о проектировании Международного термоядерного реактора (ИТЭР) было принято в Женеве в 1985 году. В проекте участвуют СССР, Япония, США, объединенная Европа и Канада [1]. После 1991 года к участникам присоединился Казахстан. За 10 лет многие элементы будущего реактора удалось изготовить на военно-промышленных предприятиях развитых стран. Например, в Японии разработали уникальную систему роботов, способных работать внутри реактора. В России создали виртуальный вариант установки [2].
В 1998 году США по политическим мотивам прекратили финансирование своего участия в проекте. После того, как к власти в стране пришли республиканцы, а в Калифорнии начались веерные отключения электроэнергии [3, 4], администрация Буша объявила об увеличении вложений в энергетику. Участвовать в международном проекте США не намеревались и занимались собственным термоядерным проектом. В начале 2002 года советник президента Буша по технологиям Джон МарбургерIII заявил, что США передумали и намерены вернуться в проект [5, 6].
Проект по числу участников сравним с другим крупнейшим международным научным проектом – Международной космической станции. Стоимость ИТЭР, прежде достигавшая 8 миллиардов долларов, потом составила менее 4 миллиардов. В результате выхода из числа участников Соединенных Штатов было решено уменьшить мощность реактора с 1,5ГВт до 500МВт. Соответственно «похудела» и цена проекта.
В июне 2002 года в российской столице прошел симпозиум «Дни ИТЭР в Москве». На нем обсуждались теоретические, практические и организационные проблемы возрождения проекта, удача которого способна изменить судьбу человечества и дать ему новый вид энергии, по эффективности и экономичности сравнимый только с энергией Солнца [7].
Если участники договорятся о месте строительства станции и о начале ее строительства, то, по прогнозу академика Велихова, к 2010 году будет получена первая плазма. Тогда можно будет приступать к строительству первой термоядерной электростанции, которая, при благоприятном стечении обстоятельств, может дать первый ток в 2030 году.
В декабре 2003 года ученые, участвующие в проекте ИТЭР, собрались в Вашингтоне, чтобы окончательно определить место его будущего строительства. Агентство новостей ФрансПресс передало со ссылкой на одного из участников встречи, что принятие решение перенесено на 2004 год [8]. Очередные переговоры по этому проекту пройдут в мае 2004 года в Вене. Реактор начнут создавать в 2006 году и планируют запустить в 2014.
Принцип работы
Термоядерный синтез* – это дешевый и экологически безопасный способ добычи энергии. На Солнце уже миллиарды лет происходит неуправляемый термоядерный синтез – из тяжелого изотопа водорода дейтерия образуется гелий. При этом выделяется колоссальное количество энергии. Однако на Земле люди пока не научились управлять подобными реакциями.
Плазма в термоядерном реакторе
В качестве топлива в реакторе ИТЭР будут использоваться изотопы водорода. В ходе термоядерной реакции энергия выделяется при соединении легких атомов в более тяжелые. Чтобы добиться этого, необходимо разогреть газ до температуры свыше 100 миллионов градусов – намного выше температуры в центре Солнца. Газ при такой температуре превращается в плазму. Атомы изотопов водорода при этом сливаются, превращаясь в атомы гелия с выделением большого количества нейтронов. Электростанция, работающая на этом принципе, будет использовать энергию нейтронов, замедляемых слоем плотного вещества (лития) [9].
Термоядерный синтез, научно-техническая проблема осуществления синтеза легких ядер с целью производства энергии. Решение проблемы будет достигнуто в плазме при температуре Т>108
К и выполнении критерия Лоусона (nτ>1014
см–3
с, где n – плотность высокотемпературной плазмы; τ – время удержания ее в системе). Исследования проводятся в квазистационарных системах (τ>1с, n+>1014
см–3
) и импульсных системах (τ≈108
с, n>1022
см–3
). В первых реакторах (токамаки, стеллараторы, зеркальные ловушки и т.д.) удержание и термоизоляция плазмы осуществляются в магнитных полях различной конфигурации. В импульсных системах плазма создается при облучении твердой мишени (крупинки смеси дейтерия и трития) сфокусированным излучением мощного лазера или электронными пучками: при попадании в фокус пучка малых твердотельных мишеней происходит последовательность термоядерных микровзрывов.
На строительство станции уйдет как минимум 10 лет и 5млрд долларов. За престижное право быть родиной гиганта энергетики соревнуются Франция и Япония.
Место стройки
С предложениями разместить реактор на своих территориях выступили Канада, Япония, Испания и Франция.
Канада обосновывает необходимость разместить реактор на своей территории тем, что именно в этой стране находятся значительные запасы трития, являющегося отходом атомной энергетики. Строительство термоядерного реактора позволит их утилизировать.
В Японии, по сообщениям агентства «Киодо цусин», три префектуры вели отчаянную борьбу за право строительства реактора у себя. В то же время жители северного острова Хоккайдо выступали против возведения его на их земле.
В ноябре этого года Европейский союз рекомендовал французский город Кадараш в качестве будущего места строительства. Однако как пойдет голосование, предсказать трудно. Ожидается, что эксперты будут принимать решение на основе сугубо объективных научных фактов, однако политическая подоплека может также сказаться на голосовании. США уже высказались против того, чтобы отдать строительство реактора Франции, припоминая ее раскольническое поведение во время конфликта в Ираке.
«У нас есть уже существующая научная и техническая структура, компетентность и опыт, что является гарантом выполнения намеченных сроков», – сказал министр исследований Франции.
Япония также имеет ряд преимуществ – Роккашо-мура находится рядом с портом и рядом с военной базой США. К тому же японцы готовы вложить в проект куда больше денег, чем Франция. «Если будет выбрана Япония, мы покроем все необходимые расходы», – заявил министр науки и образования Японии.
Представитель правительства Франции рассказал журналистам, что перед встречей он провел «очень интенсивные переговоры на высоком уровне». Однако, по некоторым данным, все страны, кроме Евросоюза, предпочтительней относятся к Японии, чем Франции.
Экологическая безопасность
Новая установка, по оценке ученых, экологически более безопасна, нежели работающие сегодня ядерные реакторы. В качестве отработанного топлива в установке ITER образуется гелий, а не его изотопы, которые нужно хранить в специальных хранилищах десятки лет.
Ученые считают, что запасы топлива для таких электростанций практически неисчерпаемы – дейтерий и тритий легко добываются из морской воды. Килограмм этих изотопов может выделить столько же энергии, сколько 10млн кг органического топлива.
Список литературы
Международный термоядерный реактор (ИТЭР).
Ардаев В. Решается судьба первого термоядерного. Русская служба Би-би-си. Технологии, 2002.
Коляндр А. «Сверхдержава с энергетикой третьего мира». НиТ, 2003.
Ардаев В. Термоядерный реактор к 2010 году? Русская служба Би-би-си. Технологии, 2001.
Захарченко А. Предварительные итоги расследования энергозатмения августа 2003. НиТ. 2003.
Уайтхаус Д. Китай и США вошли в термоядерный проект. Русская служба Би-би-си. Технологии, 2003.
Уайтхаус Д. Термоядерный реактор: США передумали? Русская служба Би-би-си. Технологии, 2002.
Судьбу уникального реактора не решили. Русская служба Би-би-си. Технологии, 2003.
Термоядерная реакция в пробирке. Русская служба Би-би-си. Технологии, 2002.
Другие работы по теме:
Применение алкенов и алкодиенов
Варнавский. 10 «б» Применение алкенов и алкодиенов. Алкены. Этилен и его гомологи легко окисляются, например пермарганатом калия: CH2=CH2 + O + H2O HO - CH2 - CH2 - OH
Применение алкенов и алкодиенов
Варнавский. 10 «б» Применение алкенов и алкодиенов. Алкены. Этилен и его гомологи легко окисляются, например пермарганатом калия: + O + H O а HO - CH При этом образовался этиленгликоль - вязкая, сходная с глицерином жидкость применяемая в производстве антифризов, синтетического волокна лавсана, взрывчатых веществ.
Термоядерный синтез - энергия будущего
Text Text Более глубокое исследование проблем ТУС Более глубокое исследование проблем ТУС Улучшить параметры плазмы и устранить ее неустойчивости Закончить стройку ИТЭР во Франции Graphics
Водородная бомба
Первая водородная авиабомба. Испытание самого мощного в истории термоядерного устройства. Световая вспышка. Политический результат испытания. Термоядерные реакции. Изотопы водорода. Разработка водородной бомбы. Последствия взрыва. Радиоактивные осадки.
Агрегатные состояния вещества, плазма
Изменение свободной энергии, энтропии, плотности и других физических свойств вещества. Плазма - частично или полностью ионизированный газ. Свойства плазмы: степень ионизации, плотность, квазинейтральность. Получение и использование плазмы.
Ядерная энергия
Д О К Л А Д п о ф и з и к е по теме "Термоядерный синтез" Введение В 1939 году впервые удалось расщепить атом урана. Прошло еще 3 года, и в США был создан реактор для осуществления управляемой ядерной реакции. Затем в 1945г. была изготовлена и испытана атомная бомба, а в 1954г. в нашей стране была пущена в эксплуатацию первая в мире атомная электростанция.
Плазма – четвертое состояние вещества
ГИМНАЗИЯ №11 РЕФЕРАТ на тему «Плазма – четвертое состояние вещества» Выполнил: ученик 10 Б класса Грибанов Кирилл г.Одинцово 2001 г. ЧТО ТАКОЕ ПЛАЗМА Словом «плазма» (от греч. «плазма» — «оформленное») в середине XIX в. стали именовать бесцветную часть крови (без красных и белых телец) и жидкость, наполняющую живые клетки.
Проблемы термоядерного синтеза
Рассмотрение гипотез о происхождении энергии на Солнце. Определение необходимости, условий и проблем (экономических и медицинских) осуществления самоподдерживающейся реакции ядерного синтеза. Выдвижение теории о преобразовании энергии в электричество.
Промышленное применение лазеров
В настоящее время области применения лазеров расширяются с каждым днем. После первого промышленного использования лазеров для получения отверстий в рубинах для часов эти устройства успешно применяются в самых различных областях .
По у «Плазма четвертое состояние вещества»
Под плазмой в физике понимают газ, состоящий из электрически заряженных и нейтральных частиц, в котором суммарный электрический заряд равен нулю, то есть, выполнено условие квазинейтральности
Треонин
Треонин, как метионин, является липотропным веществом - участвует в борьбе с отложением жира в печени; поддерживает более ровную работу ЖКТ; принимает общее участие в процессах метаболизма и усвоения.
Белые карлики
После "выгорания" термоядерного топлива в звезде, масса которой сравнима с массой Солнца, в центральной ее части (ядро) плотность вещества становиться настолько высокой, что свойства газа кардинально меняются.
Диаграмма Герцшпрунга—Рассела
Звезды, если их нанести на диаграмму в соответствии с физическими характеристиками, разделяются на четко выраженные группы, соответствующие разным стадиям их эволюции.
Об эволюции звезд
С тех пор, как человек впервые осознанно взглянул на небо, он не переставал задавать себе вопрос: «Что является источником той колоссальной энергии, которую излучает Солнце в течение столь длительного времени?».
Анализ стихотворения Россия Блока
Стихотворение «Россия» было написано А.А. Блоком в 1908 году в цикле стихов «Родина». После событий 1905 года обращение поэта к теме родины было сознательным и закономерным. Поэта интересуют дальнейшие пути развития общества, историческое прошлое и будущее родной страны, судьба ее народа.
О чем заставляет задуматься трагедия Шекспира Ромео и Джульетта
О чем заставляет задуматься трагедия Шекспира "Ромео и Джульетта" Автор: Зарубежная литература Действие трагедии происходит в эпоху Возрождения, когда люди средствами искусства заговорили о красоте жизни, о прелестях любви. Художники в картинах представляли прекрасных женщин, их красоту.
Рецензия на роман В. С. Гроссмана Жизнь и судьба 2
Рецензия на роман В. С. Гроссмана «Жизнь и судьба» Автор: Гроссман В. (I вариант) Основной круг философской проблематики эпопеи В. Гроссмана “Жизнь и судьба” — жизнь и судьба, свобода и насилие, законы войны и жизни народа. Писатель видит в войне не столкновение армий, а столкновение миров, столкновение различных взглядов на жизнь, на судьбу отдельного человека и народа.
Краткий анализ стихотворения Лермонтова Смерть поэта
Краткий анализ стихотворения Лермонтова "Смерть поэта" Автор: Лермонтов М.Ю. При анализе первой строфы важно отметить, что судьба Пушкина осмысляется как судьба поэта вообще и оформляется в романтических категориях: "оклеветанный молвой", "жажда мести", "поникнув гордой головой", "восстал... против мнений света", "свободный, смелый дар", "дивный гений", "торжественный венок".
Метель в повести А.С.Пушкина сочинение-раздумье
Автор: Пушкин А.С. А.С. Пушкина очень интересовала роль случайности и предопределенности в жизни человека. Он верил в рок, знал, что существуют фатальные обстоятельства, которые неподвластны воле человека и его планам. Собственная жизнь не раз давала ему повод задуматься о том, от каких странных мелочей зависит судьба.
Мои размышления о рассказе М.А.Шолохова Судьба человека
Мои размышления о рассказе М.А.Шолохова "Судьба человека" Автор: Шолохов М.А. Недавно я прочитала рассказ М.А.Шолохова "Судьба человека". Вообще, мне никогда не нравились произведения на военную тему, поэтому начало рассказа я открыла неохотно. Но буквально через пару страниц меня уже будоражил интерес. мне очень понравился стиль, слог писателя.
Песнь о вещем Олеге
В старых русских летописях упоминается, что в Киеве правил Олег. Он совершил удачные походы на Царьград, в сторону Каспийского моря, освободив земли от набегов хазар, а для русских купцов заключил с Византией выгодный торговый договор.
Бомба Андрея Сахарова
Что лучше – «Би Лайн» или МТС? Один из самых острых вопросов российской повседневности. Полвека назад в узком кругу физиков-ядерщиков столь же остро стоял вопрос: что лучше – атомная бомба или водородная, она же термоядерная?
Гюндероде, Каролина фон
Введение 1 Биография 2 Произведения 3 Посмертная судьба 4 Новейшие издания 5 Публикации на русском языке Введение Каролина фон Гюндероде (нем. Karoline Friederike Louise Maximiliane von Gьnderrode, 11 февраля 1780, Карлсруэ — 26 июля 1806, Винкель, Рейн Верхний) — немецкая поэтесса-романтик.
Франсиско, Питер
Франсиско, Питер (англ. Peter Francisco, 1760(?) — 16 января 1831) Питер Франсиско известен в Америке как «гигант революции» или «армия из одного человека». Судьба его довольно оригинальна.
Концепции современного естествознания
1. Какие научные открытия в биологии вывели ее на лидирующее место в современном естествознании? Поясните, в чем суть противоречия, связанного с сопоставлением второго начала термодинамики и теории естественного отбора, и как это противоречие снимается.
Ядерное оружие 2 Высвобождение большого
Text Text Самюэль Гласстон, Филипп Делан, "Характеристики ядерного оружия" (The Effects of Nuclear Weapon) , 1997. Самюэль Гласстон, Филипп Делан, "Характеристики ядерного оружия" (The Effects of Nuclear Weapon) , 1997.
Растительная клетка, ее строение
Растительная клетка, ее строение Типичная растительная клетка содержит хлоропласты и вакуоли и окружена целлюлозной клеточной стенкой. Плазматическая мембрана (плазмалемма), окружающая растительную клетку, состоит из двух слоев липидов и встроенных в них молекул белков. Молекулы липидов имеют полярные гидрофильные «головки» и неполярные гидрофобные «хвосты».
Жак Моно
Французский биохимик и микробиолог, удостоенный в 1965 Нобелевской премии по физиологии и медицине (совместно с А.М.Львовым и Ф.Жакобом) за исследование процессов синтеза белка.
Гаврилов Михаил Александрович
Гаврилов Михаил Александрович (1903-79), российский ученый, стоявший у истоков информатики в нашей стране, в частности технической кибернетики, теории автоматов и теории ЭВМ, член-корреспондент АН СССР (1964)