Проблеми освоєння енергії термоядерного синтезу

Мрія про енергетичну достатку вже понад півстоліття розбурхує свідомість не тільки фахівців, але і звичайних людей. З кожним роком потреби в енергії зростають, одночасно зростає і вартість викопних ресурсів. І наближається час, коли не поновлювані ресурси вичерпаються. Що тоді буде робити людство, розбалували доступністю електричної, теплової та іншими видами енергетичних ресурсів?

Близько двох століть тому, коли перші свердловини відкрили доступ до підземних комор вуглеводневого палива, мало хто припускав, як швидко вони можуть вичерпатися. Але нестримне використання викопного палива, крім задоволення потреб людини в енергії, призвело до жахливого забруднення навколишнього середовища і поставило людство на грань виживання. Настав час терміново шукати заміну викопному сировини, використовувати поновлювані джерела енергії.

Але ж варто тільки підняти голову, подивитися на Сонце, і ось він, невичерпне джерело енергії. Це енергія термоядерного синтезу легких ядер. Після перших випробувань водневих бомб серед фізиків панувала ейфорія всемогутності: одне зусилля, і термоядерні реакції будуть поставлені на службу людства. Але минуло понад півстоліття, і проблема керованого синтезу досі не вирішена.

Що ж заважає здійсненню мрії декількох поколінь фізиків? Адже реакції термоядерного злиття – це найбільш поширені процеси у Всесвіті, які вже більше десяти мільярдів років успішно працюють в надрах зірок.

Але відтворити на Землі процеси, які протікають всередині зірок, виявилося надзвичайно важко. Температура в сотню мільйонів градусів і тиску в сотні тисяч атмосфер – саме в цих умовах можна зблизити ядра водню настільки, щоб почали діяти ядерні сили, і виділилася енергія.

Десятиліття наполегливої ​​роботи і мільярди витрачених доларів дозволили впритул підійти до побудови експериментальних установок, в яких стане можливим запалювати маленькі Сонця.

Але ще величезна кількість технічних проблем чекає свого рішення. Мало запалити і стабільно підтримувати горіння термоядерного полум’я. Адже попереду ще відвести енергію від плазми з температурою в десятки мільйонів градусів. Який теплоносій зможе прийняти і передати таку кількість енергії?

І подібних питань поки безліч. До того моменту, поки гаряча пара розкрутить турбіну генератора і по проводах потече струм, вироблений термоядерної станцією, пройде ще не одне десятиліття. Деякі скептики передрікають, що енергію синтезу легких ядер ніколи не вдасться використовувати. А фінансові кошти і інтелектуальні ресурси краще направити на освоєння інших джерел енергії: геотермальної, енергії приливних хвиль або вітру.

Крім технічних труднощів, не варто нехтувати і питаннями безпеки термоядерних реакторів. Незважаючи на свою привабливість і використання порівняно безпечної сировини у вигляді дейтерію і літію, сам процес синтезу ядер супроводжується виділенням енергії у вигляді жорсткого випромінювання.

Поглинання випромінювання може викликати наведену радіацію в конструкційних матеріалах реактора. Реактори будуть будуватися великої одиничної потужності, тому в аварійних випадках миттєвий викид навіть звичайної теплової енергії може мати катастрофічні наслідки.

Але всі ці проблеми фізики та інженера прекрасно усвідомлюють. Бракує одного: парного усвідомлення невідворотності наступаючого енергетичного «голоду» і доброї волі урядів провідних промислових країн.

Величезні кошти витрачалися і витрачаються на створення нових видів зброї. Якби ці кошти були спрямовані на вирішення енергетичних проблем людства, то не виключено, що вже сьогодні ми користувалися термоядерної енергією синтезу.

Андрій повну

Ссылка на основную публикацию