Изготовлен «супермагнит», способный удержать энергию Солнца

Термоядерная энергетика — священный Грааль физиков всего мира, но для обывателя он выглядит лишь как нагромождение нереализованных проектов длительностью по 25−50 лет. Тем не менее, работы по ним активно ведутся и первый гигантский сверхпроводящий магнит для токамака ITER готов в Италии.

Как сообщает официальный портал организации Fusion for Energy (F4E), объединенного европейского предприятия, курирующего создание токамака, исполинская катушка уже отправилась по морю из Маргеры (муниципалитет Венеции) в Марсель. Оттуда она уже по суше будет доставлена на место строительства реактора в исследовательском центре ядерной энергетики Кадараш на юго-востоке Франции. В пресс-релизе не указано, за какой срок изготовлили катушку, однако к ноябрю 2020 должна начаться сборка вакуумной камеры, то есть все остальные элементы этой конструкции надо будет поставить за оставшиеся девять месяцев.

Завершающая стадия сборки

Невероятно большие сроки реализации всех проектов по созданию термоядерных электростанций обусловлены колоссальной сложностью возникающих на пути их реализации проблем. Однако для каждой страны-участницы и всех задействованных в них предприятий работа над подобными задачами является отличным поводом не только показать свои возможности, но и усовершенствовать множество элементов на производствах. Чтобы оценить масштаб решенных проблем, достаточно назвать количество компаний, участвовавших в изготовлении этого «супермагнита»: 40 юридических лиц и более 700 человек приложили свои руки к нему. А это лишь одна деталь будущего реактора.

Фрезеровка основы под кабель

Сверхпроводящая катушка тороидального магнитного поля весит 320 тонн, имеет форму буквы D, «палочка» которой в высоту — 17 метров, а общая ширина конструкции — 9 метров. Основой этого магнита является шнур из сверхпроводящего сплава длиной 20 километров, намотка которого выполнена вместе с охлаждающим трубопроводом. Всего таких элементов для реактора нужно 18: десять из них сделает европейская сторона проекта ITER, а еще 9 — Япония (один запасной). Суммарное магнитное поле, которое будет создаваться данными катушками, составит почти 12 Тесла, что в 250 тысяч раз больше магнитного поля Земли.

Наиболее свежее фото со строительной площадки ITER

Столь исполинские показатели необходимы для удержания шнура плазмы внутри вакуумной камеры реактора ITER. Он будет находиться как раз внутри этих «букв D» и на чертежах выглядит, словно пончик или бублик. Температура этой плазмы, состоящей из сливающихся ядер трития и дейтерия, достигнет 150 миллионов градусов, а это в десять раз выше, чем в ядре Солнца. Однако несмотря на столь впечатляющие планы, пусть и подкрепленные расчетами и тремя десятками лет работы лучших умов планета, термоядерный реактор электричества производить не будет. Даже наоборот, он заберет из энергетических сетей Франции около 110 мегаватт.

Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER — International Thermonuclear Experimental Reactor) — проект-демонстратор коммерческого применения реакции синтеза ядер трития и дейтерия (изотопы водорода). Первые работы по нему начались еще в середине 1980-х, когда было подписано четырехстороннее соглашение между СССР, США, Японией и Европейским сообществом по атомной энергии. К концу 1990-х был завершен инженерный облик проекта, и только в 2008 году начались работы по подготовке места строительства.

Связано это с тем, что столь невероятный по сложности и уровню амбиций проект — лишь эксперимент на пути к коммерческой реализации идеи. Да, расчеты показывают, что ITER будет работать, хотя и неизвестно, сколько еще денег в него придется вложить к моменту завершения строительства. А эта сумма несколько раз увеличивалась и уже перевалила за 20 миллиардов евро. Но в тоже время всегда есть немалая вероятность зайти в тупик по множеству путей, пусть и не всегда мешающих конечному результату, но способных свести на нет значительную часть успехов. Тем не менее, даже если ITER докажет невозможность экономически выгодного производства энергии таким образом, он все равно принесет большую пользу всем участникам.

Например, Курчатовский институт почти закончил свой небольшой экспериментальный термоядерный реактор Т-15МД. Его построили для отработки различных экспериментов перед их отправкой на ITER, так как исследовательское учреждение является одним из российских участников проекта. Не факт, что без международной инициативы институт смог бы получить на установку деньги, зато кроме совместных экспериментов, на ней будут выполняться и собственные работы. Но европейский токамак — не единственная попытка «оседлать термояд». На довольно сильно отличающихся принципах поддержания реакции синтеза создают свои установки канадская компания General Fusion и американская Lockheed Martin.