Токамак

Токамак

Мы уже выяснили, что ядерную энергию можно получать, организуя цепную реакцию деления в материале, содержащем 235U либо 239Pu.

Однако наука не стоит на месте: вскоре после создания первого ядерного реактора и первой ядерной бомбы был найден альтернативный вариант: оказывается, если взять изотопы водорода – дейтерий (D – 2H) и тритий (Т – 3Н), поместить их в одну камеру и нагреть эту смесь до огромной температуры – несколько миллионов градусов Цельсия, то произойдет ядерная реакция синтеза: дейтерий и тритий сливаются, при этом образуется ядро гелия и выделяется ещё больше энергии, чем при делении урана или плутония.

К чему привели открытия Сахарова и Тамма

Перед учёными встал вопрос: как же сделать установку с такой температурой? Раскалённая плазма не то, что расплавит, а просто испарит любой, даже самый тугоплавкий материал! Путь к решению этой проблемы был найден советскими учеными – Андреем Дмитриевичем Сахаровым и Игорем Евгеньевичем Таммом.

Раз нельзя найти материал, который выдержал бы температуру плазмы, – решили ученые, – значит, придется обойтись без материала! Сделали это так: взяли тороидальную (кольцевую) камеру, на которую намотаны катушки для создания тороидального магнитного поля. Заполнили ее смесью дейтерия и трития. С помощью индуктора сформировали вихревое электрическое поле. Там, где есть электрическое поле, течёт электрический ток.

Этот ток, во-первых, нагревает плазму, во-вторых – создает магнитное поле.

Получается, что винтовые магнитные линии буквально обвивают плазму, удерживая её в заданной области.

Впервые этот принцип удалось реализовать в 1968 году на установке Т-3, построенной в Новосибирске. Она называется «Токамак»: ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками.

После успешного запуска Т-3 в мире начался настоящий бум: ведь токамак – ключ к энергетике будущего, прообраз реактора, в котором энергия будет выделяться не за счёт деления тяжёлых ядер урана или плутония, а при термоядерном синтезе дейтерия и трития. Изобретение советских ученых положено в основу международного проекта экспериментального термоядерного реактора (ITER), строящегося сейчас во Франции. Считается, что ITER станет «первой ласточкой», запуск которой даст старт новой эпохе – эпохе термоядерных электростанций.

Лев Андреевич Арцимович

(1909–1993) - советский физик. В 1950 году возглавил экспериментальные исследования по управляемому термоядерному синтезу в СССР, проводившиеся в основном в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова. Руководил работами на термоядерных установках «Токамак», результатами которых стало получение физической термоядерной реакции в устойчивой квазистационарной плазме. В 1971 году за цикл работ по получению и исследованию высокотемпературной плазмы на установках «Токамак» Арцимовичу была присуждена государственная премия СССР.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить