Больше про термоядерный реактор
Ночь темна, и полна ужасов, но развитие высоконаучной энергетики развеет мрак. Давайте продолжим разбираться в термоядерной энергетике, которой еще нет, но мы верим, что обязательно появится.
Итак, Международный Термоядерный Экспериментальный Реактор. ITER, если по английским буквам. Как любят западные и, с недавних пор, отечественные ученые, аббревиатура несет смысл. Iter — это «путь» на латыни.
В этом посте мы не ставим цели объяснить, что происходит, или описать подробно, из чего все состоит. Это штрихи, чтобы вы прочувствовали фантасмагорическую сложность и почти астрономический масштаб конструкций, необходимых для создания микрозвездочки на юге Франции.
Строительные работы начались еще в 2007-м году в 60 километрах от Марселя. Идея создать экспериментальный реактор совместными усилиями родилась еще в 80-е, а проект был готов к 2001 году. Но только сейчас началась сборка самого реактора. Почему так долго? Потому что стоит удовольствие 19 миллиардов евро. Это примерно 12 стоимостей самого дорого бренда в футболе — мадридского Реала.
(Да, человечество так устроено, что ногомяч (только не подумайте, что мы не любим футбик) по ценам сопоставим с практически миниатюрной звездой)
А еще это очень большая штука. Вот средний размер активной зоны ядерного реактора (не станции, а именно реактора) — 3 на 3 метра +-. А тут место, в котором и будет твориться волшебство, будет высотой в 60 метров. 60! Подойдите к окну. Если у вас пейзаж содержит 20-этажное здание, то вот вам наглядное сравнение.
Самое сердце термояда — тор-пончик-бублик, состоящий из 48 различных магнитных катушек. Магнитное поле создается в счастливые 13 тесла. Чтоб вы понимали, магнитное поле одной такой относительно небольшойпланеты Земли — в 200 000 раз меньше. В поле 16 тесла способны левитировать отнюдь не железные (а самые обычные) лягушки.
Саму концепцию тороидальной (бубликообразной) камеры с магнитными катушками (токамак сокращенно) придумали в Союзе еще в 50-е и в 54-м уже реализовали. Оцените изящество идеи: плазма той температуры, что нужна для ядерного синтеза настолько горяча, что расплавит все на планете. То есть удержать ее — задача сложная, но это еще ладно. А греть-то где вы будете ионизированный газ? Так вот токамак создает электрические токи в самой струе плазмы, за счет чего она дополнительно нагревается.
Некоторые из катушек достигают высоты с пятиэтажный дом и веса в 300 тонн. На столько увеличилось в Тюменской области производство сигов и карпов за первое полугодие этого года по отношению к предыдущему аналогичному периоду. Но это только вертикальные катушки. Есть еще горизонтальные диаметром 24 метра. Половина олимпийского бассейна.
Почему мы зациклились на размерах? Это же не пеноблоки, обитые вагонкой. Слышали про сплавы ниобия? Вообще знали, что существует металл ниобий? Сплавы эти нужны для создания сверхпроводимости, необходимой для магнетизма, которая создается при температуре кипения жидкого гелия. А это минус 269 градусов по Цельсию, если что.
То есть, да. Там еще и огромные сверхмощные холодильники задействованы.
Кстати, задавались ли вы вопросом, что победит: морозилка или микроволновка? Видимо, создатели термоядерных реакторов тоже задаются. Для поддержания сверхмощных токов в струях плазмы нужна помощь микроволнового излучения. Представьте себе микроволновку, которая греет нечто до температуры в несколько раз больше, чем в ядре Солнца. На такую не посмотришь сквозь обычное окошко в дверце, как у агрегата у вас на кухне. Здесь «окошки» из искусственных алмазов в 8 см в диаметре. Но они не для того, чтобы зырить, че там, как там внутри. Через них внутрь камеры как раз поступает СВЧ-излучение. Иные материалы не обеспечили бы стойкости конструкции.
Ну вот, лимит опять подходит к концу, а мы еще не обсудили, собственно, как вырабатывается электричество на термоядерном реакторе (ИТЕР еще не будет производить его, он и служит как раз для демонстрации такой возможности) и вопросы безопасности. Так что потом еще вернемся к ИТЕРу.
В качестве иллюстрации — схема токамака ИТЭР. Поищите на ней маленьких человечков для масштаба.
