Токамак

Наша планета купається в потоках світла і тепла, і все це – завдяки ядерним реакціям синтезу, що йде на Сонці. А чи можемо ми тут, на Землі, отримувати енергію ядерного синтезу і застосовувати її – без всякої загрози – для потреб людства? На Сонці чотири ядра водню (чотири протона) зливаються в ядро ​​гелію. Його маса менше, ніж маса чотирьох протонів. Недостатня маса перетворюється на енергію згідно співвідношенню Ейнштейна Е = тс2. Величезні тиску і температури, необхідні для протікання на Сонці реакцій синтезу, створюються його величезної гравітацією.

Вчені намагаються здійснити ядерні реакції синтезу на Землі, створюючи досить високі температури і щільності, так що газ, що складається з ізотопів водню (дейтерію і тритію), стає плазмою, сумішшю вільних ядер і електронів. Ці ядра могли б злитися, утворюючи ядра гелію і вільні нейтрони і вивільняючи енергію. На жаль, ніякої матеріал не витримує високих температур, необхідних для протікання реакцій синтезу. Одне з можливих рішень цієї задачі – токамак. У токамаке застосовується складна система магнітних полів, яка стискає і утримує плазму у вакуумній камері у формі тора (бублика). Плазму можна нагріти магнітним стисненням, мікрохвильовим вивченням, електричним полем і пучком швидких нейтральних атомів. Далі плазма циркулює в токамаке, не торкаючись його стінок. Найбільший у світі токамак ITER споруджується зараз у Франції.

Вчені продовжують удосконалювати свої токамаки, ставлячи за мету створити установку, в якій виробляється більше енергії, ніж витрачається на підтримання її роботи. Будь такою токамак побудований, він був би дуже вигідний. По-перше, легко отримати потрібну йому (невелике) кількість палива. По-друге, реакція синтезу не створює проблеми високорадіоактивних відходів, яка існує для сучасних ядерних реакторів ділення, де великий вихід енергії супроводжує розвал важких ядер (наприклад, урану) на менші частини.

Токамак був винайдений в 1950-х рр. радянськими фізиками Ігорем Таммом та Андрієм Сахаровим і вдосконалений Левом Арцимовичем. У наші дні вчені вивчають також можливе інерційне утримання гарячої плазми за допомогою лазерних пучків світла.


1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (1 votes, average: 5.00 out of 5)

Токамак