В РФ запустят уникальный термоядерный реактор

Россия и Италия заключили соглашение на постройку термоядерного реактора в Подмосковье, который может стать первым в своем роде реактором, достигшем точки возгорания, - этапа, когда реакция синтеза становится самоподдерживающейся, не требующей постоянного поступления энергии извне. Реактор, под названием Ignitor, разработан профессором физики из MIT Бруно Коппи (Bruno Coppi), который возглавит проект.

Ректор будет построен с учетом многодесятилетнего опыта исследовательской программы MIT под названием Alcator, которую также возглавлял Коппи, и которая в своей текущей версии (под названием Alcator C-Mod) достигла самого большого магнитного поля и давления плазмы (а это два самых важных параметра, характеризующих производительность ядерного синтеза с магнитным удержанием плазмы) в мире, и является самым большим термоядерным реактором, построенным университетом.

Самым главным элементом термоядерного реактора является плазма - горячий газ, состоящий из заряженных частиц, таких как ядра атома и электроны. Принцип действия термоядерного реактора, основан на преодолении электростатического отталкивания частиц, - которыми являются чаще всего изотопы водорода, под названием дейтерий и тритий. Под воздействием давления и большой температуры, частицы сталкиваются друг с другом и сливаются (это и называется синтезом), - именно при их синтезе, или сливании вместе, образуется огромное количество энергии.

Ignitor будет вдвое больше Alcator C-Mod, конструкция реактора выполнена в форме пончика, имеет 1.3 метра в поперечном сечении, и сможет поддерживать еще более сильное магнитное поле. Реактор будет намного меньше по размеру и стоимости чем большой интернациональный термоядерный реактор под названием ITER (его поперечное сечение составляет 6.2 метра), который строится во Франции. Хотя первоначально ITER был спроектирован для достижения точки возгорания, реактор был уменьшен и в данный момент ученые не рассчитывают на достижение им этого важного рубежа.

Реактор Ignitor, по словам Коппи, будет "очень компактной, недорогой машиной", и в отличии от более крупного ITER, будет готов к запуску в течении нескольких лет. Его проектируют на основе очень эффективной комбинации факторов, которые ученые неожиданно обнаружили за многие годы эксплуатации реактора Alcator и которые были позднее подтверждены в экспериментах с другими реакторами. Эти факторы, собранные вместе, позволят создать очень качественное сдерживание плазмы и очень высокую степень чистоты (примеси в горячих газах могут значительно снизить эффективность работы реактора). Благодаря новой конструкции, ученые намереваются создать самые высокие плотности потока плазмы (количества электрического тока в заданной части плазмы). Потребуются дополнительные структуры, для производства и удержания горящей плазмы, для того чтобы сделать возможным возгорание, заявил Коппи.

Коппи планирует совершить рабочие встречи с Итальянским министром науки и с Евгением Велиховым, президентом Курчатовского института в Москве. Реактор будет собран в Италии и затем установлен в Троитске, недалеко от Москвы, в том же месте где в данный момент запущен еще один реактор института. Велихов, также является председателем совета ITER. Коппи заявляет об этих двух программах: "между нами нет соперничества, мы дополняем друг друга".

Хотя ожидается, что термоядерный синтез станет важным источником энергии, ведь эта энергия не загрязняет окружающую среду парниковыми газами, большинство ученых в этой области соглашаются, что практическое применение будет возможным не ранее, чем через двадцать лет. Запуск реактора Alcator в 1970х был направлен скорее на благо чистой науки: "Он был спроектирован для моделирования рентгеновских звезд, о которых нам было известно на то время", - рассказал Коппи, который в равной степени работает в областях физики и энергии. Звезды состоят из плазмы и испускают свет благодаря реакции термоядерного синтеза, поэтому единственный возможный путь их детального изучения на атомном уровне - это эксперименты внутри термоядерного реактора.

Роско Вайт (Roscoe White), выдающийся исследователь из Принстонской Лабаратории Физики Плазмы (Princeton Plasma Physics Laboratory), заявил: "цель запуска Ignitor - узнать свойства горящей плазмы. При этом результаты могут быть как положительными, так и не очень. Отрицательный результат - это тоже результат. Никто заранее не знает что произойдет, чтобы узнать об этом, мы и проводим эксперимент".