Ядерное деление и термоядерный синтез высвобождают энергию при преобразовании атомных ядер, но устроены по-разному. При делении тяжёлое ядро распадается на более лёгкие. При синтезе лёгкие ядра объединяются. Именно деление используется в действующих атомных электростанциях; синтез обеспечивает энергией Солнце и другие звёзды. Сравнение Министерства энергетики США.
Как удержать очень горячее вещество
Для земных экспериментов особенно интересна реакция двух изотопов водорода — дейтерия и трития. При их слиянии образуются ядро гелия и нейтрон. Но положительно заряженные ядра отталкиваются. Для достаточного числа столкновений с нужной энергией топливо приходится сильно нагревать: в проекте ITER речь идёт о температуре порядка 150 миллионов градусов. Физика реакции по материалам ITER.
В этих условиях вещество находится в состоянии плазмы. В токамаке её удерживают магнитные поля внутри кольцеобразной вакуумной камеры. Задача инженеров — поддерживать нужные условия достаточно долго, контролировать поведение плазмы и справляться с тепловыми нагрузками на элементы установки.
Эксперимент и электростанция решают разные задачи
ITER создаётся для исследования термоядерной плазмы и проверки технологий в масштабе реактора. Он не будет вырабатывать электричество для сети. Будущей электростанции понадобятся также системы, которые превратят выделенное тепло в электрическую энергию. Что проверяет токамак ITER.
Поэтому новость о достижении высокой температуры сама по себе не означает появления готового источника энергии. При оценке результата важно различать параметры плазмы, длительность эксперимента и работу всей энергетической установки.
