2020-8-7 12:41 |
Какую пользу человечеству принесёт прорыв в исследовании солнечной энергии
Во французской деревушке Сен-Поль-ле-Дюранс (70 км к югу от Прованса) реализуется уникальный для будущего человечества проект. С участием учёных из стран Евросоюза, РФ, США, Китая, Индии, Японии и Южной Кореи возводится первый в мире экспериментальный термоядерный реактор под названием «Токамак» (Tokamak).Сен-Поль-ле-Дюранс неслучайно была выбрана как место для проведения прорывных научных исследований. В этой коммуне располагается знаменитый центр ядерный энергетики «Кадараш» (Cadarache), существующий с 1959 года. В нём есть вся необходимая инфраструктура для экспериментов и комфортной работы специалистов.В 2000-е годы благодаря запуску проекта ИТЭР (International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) «Кадараш» превратился в международную площадку для сотрудничества между ведущими государствами, осознающими важность мирного атома. Общие инвестиции в проект составляет порядка 20 миллиардов евро.Огромный интерес к термоядерной энергетике демонстрирует Китай. Параллельно с участием в ИТЭР Поднебесная вполне успешно развивает свой собственный проект HL-2M Tokamak, который планирует ввести в строй в 2020 году.В России исследованиями термоядерного синтеза занимаются структуры «Росатома», в США — государственные организации и частные компании, включая Lockheed Martin. Значительные средства в НИОКР по термоядерной энергии аккумулирует Великобритания«ITER — один из крупнейших примеров международного сотрудничества в сфере развития ядерной энергетики. Цель мегасайенс-проекта — продемонстрировать возможность управляемого термоядерного синтеза со временем горения и мощностью промышленного масштаба», — пояснили ранее в «Росатоме».Искусственный синтезГлавное отличие термоядерного реактора от традиционных энергетических установок заключается в принципе выработки ядерной энергии. На действующих АЭС используется схема распада (деления) атомов, в то время как эксплуатация термоядерного реактора основана на синтезе, где лёгкие элементы объединяются в тяжёлые.Термоядерный реактор, по сути, воспроизводит естественный синтез солнечной энергии, который генерирует колоссальное количество тепла и света. Учёные собираются сконцентрировать газообразный водород и нагреть его до температуры более 100 млн °C (температура ядра Солнца составляет 15 млн °C).Результатом такой невероятной «термической обработки» должно стать тонкое хрупкое облако, называемое плазмой. Управление процессами в ней планируется осуществлять с помощью мощного магнитного поля. Оно воздействует на атомы для того, чтобы состоялся их синтез и высвобождение энергии, которая будет содержать низкое количество углерода.Запустить «миниатюрное Солнце» в «Кадараше» и получить первую плазму планируется в 2025 году. Стоит отметить, что это событие постоянно откладывалось. Первоначально назывались другие сроки — 2018 и 2019 годы. Причина того, что дедлайн резко сдвинулся вправо, заключается в необходимости выполнения большого объёма строительных работ.«Токамак» будет сооружением высотой в 73 метра, из которых 60 метров — подземные конструкции. Масса реактора составит 23 тысячи тонн, объём плазмы — 840 кубических метров. Основная платформа сооружения будет занимать площадь примерно в 42 гектара. Объём выработки должен составить порядка 500 МВт тепловой энергии и 200 МВт электричестваПо стоимости и масштабам работ реализация «Токамака» намного превзойдёт инвестиции в другие крупнейшие международные научно-экспериментальные проекты — Большой адронный коллайдер и МКС.Другое дело, что ИТЭР — не настолько распиаренный в СМИ объект. Тем не менее, теоретическую и практическую значимость проекта сложно переоценить. Термоядерная энергия позволит вывести из научного тупика традиционную атомную энергию, которая, несмотря на все её колоссальные преимущества, имеет существенные недостатки:— нерешённые до конца вопросы безопасности процессов на АЭС;— проблемы утилизации и переработки радиоактивных отходов;— опасность онкологических заболеваний для персонала, добывающего уран;— дороговизна и техническая сложность демонтажа ядерных реакторов.Полностью данные проблемы термоядерный синтез не решит, однако, как ожидают учёные, «миниатюрное Солнце» позволит резко сократить количество радиоактивных отходов и будет более безопасным.Безальтернативная энергетикаВ случае успеха экспериментов в рамках ИТЭР в мире может быть создана более экологичная и эффективная инфраструктура по эксплуатации мирного атома. О перспективности термоядерной энергетики ярко свидетельствует факт огромных вложений со стороны Евросоюза и Японии, где чрезвычайно популярны антиядерные движения.Дискурс о чудодейственности альтернативной энергетики по-прежнему силён в развитых государствах и поддерживается на публичном уровне. Однако представляется очевидным, что профессиональное сообщество и западные элиты прекрасно осознают ограниченность масштабного применения возобновляемых ресурсов.Альтернативная энергетика остаётся дорогой и не используется в ведущих отраслях промышленности, так как не может аккумулировать достаточное количество энергии.Конечно, эксплуатацию возобновляемых ресурсов неправильно высмеивать и называть модной игрушкой, и в ряде регионов мира её развитие имеет большое значение. Но будет абсолютной утопией давать прогнозы о том, что она способна полностью вытеснить дешёвый атом в подавляющем большинстве стран мира, причём даже в долгосрочной перспективе.В конце концов, одно другому не мешает. Например, Китай является крупнейшим производителем и потребителем солнечной энергии, пользуясь своим географическим положением, и при этом проявляет чрезвычайный интерес к развитию атомного сектора.Ядерная энергетика по своему научно-технологическому потенциалу является (просим прощения за каламбур) безальтернативным источником для всего человечества и промышленно-развитых государств, в частности. Отрадно, что в России это прекрасно понимают, и реализация ИТЭР призвана сделать нашу страну одним из лидером в сфере распространения новых АЭССейчас развитию термоядерной энергии препятствует немало объективных факторов, хотя первые исследования в этой области начались в СССР ещё в 1950-е годы. Сам термин «токамак» был придуман в 1957 году учеником академика Игоря Курчатова физиком Игорем Головиным.Как и в послевоенное время современные учёные бьются над тем, чтобы научиться не только разогревать плазму, но и поддерживать нужное для синтеза её состояние в стабильном виде. Кроме того, необходимо разработать новые материалы для изготовления реакторов, которые позволят их эксплуатировать на протяжении десятилетий.Естественно, что промышленная эксплуатация «токамаков» будет дорогим удовольствием и прогнозировать сейчас коммерческий результат очень сложно. По самым оптимистичным оценкам, первая полноценная термоядерная станция заработает ближе к 2050 году. Однако в перспективности развития данного сегмента мирного атома, даже если он даст эффект через несколько десятилетий, нет сомнений ни у одной уважающей себя страны мира.
Подробнее читайте на rusplt.ru ...
