Атомные электростанции (АЭС) давно зарекомендовали себя как мощный источник энергии, обладающий значительным преимуществом в экологическом плане по сравнению с традиционными тепловыми электростанциями (ТЭЦ), которые долгое время были основой мировой энергогенерации. Однако и у атомной энергетики есть свои серьёзные недостатки.
Типичная АЭС
К ключевым проблемам современных АЭС можно отнести:
- Необходимость в непрерывном высокотехнологичном контроле и сложнейших системах безопасности, что делает эксплуатацию крайне ответственной и дорогостоящей.
- Проблему утилизации отработанного ядерного топлива (ОЯТ), которое требует либо длительного безопасного хранения, либо глубокого захоронения, создавая нагрузку на будущие поколения.
- Высокую стоимость и ограниченность запасов топлива, в основном урана-235, что ставит вопрос о долгосрочной устойчивости такой энергетики.
Термоядерный синтез: принцип работы и перспективы
Так выглядит тестовый термоядерный реактор
На смену классическим атомным станциям в обозримом будущем могут прийти установки, работающие на принципе термоядерного синтеза. Это процесс, противоположный ядерному делению: вместо расщепления тяжёлых ядер (урана, плутония) здесь происходит слияние лёгких ядер, таких как изотопы водорода (дейтерий и тритий), в более тяжёлые (например, стабильный гелий-4). Этот процесс сопровождается колоссальным выделением энергии и потоком нейтронов. Важнейшее преимущество — практически неисчерпаемое топливо (дейтерий можно извлекать из воды) и отсутствие долгоживущих радиоактивных отходов.
Прорыв в Китае: запуск реактора HL-2M Tokamak
Знаковым событием в этой области стал запуск 4 декабря в городе Чэнду (провинция Сычуань, Китай) нового экспериментального термоядерного реактора HL-2M Tokamak. Эта установка, пришедшая на смену модели HL-2A, способна нагревать плазму до рекордных 150 миллионов градусов по Кельвину, что в десять раз горячее, чем в ядре Солнца.
Обратите внимание: Новое слово в медицине: калужские попы пошли в красную зону, а губернатор развозит врачей по вызовам..
Новый токамак рассчитан на удержание высокотемпературной плазмы до 10 секунд при токе в плазме до 2,5 миллионов ампер (в оригинале указано "2,5 триллионов Ампер", что, вероятно, опечатка; корректный порядок величин для тока в плазме — мегаамперы). По заявлениям китайских СМИ, HL-2M является самой передовой установкой в стране и открывает новые возможности для фундаментальных исследований в области физики плазмы и управляемого термоядерного синтеза.
Дорога к коммерческой энергетике
Стоит понимать, что HL-2M — это научно-исследовательская установка, а не энергетический реактор. Её цель — отработка технологий. Однако Китай уже строит амбициозные планы: первый экспериментальный промышленный термоядерный реактор планируется запустить к 2035 году, а к 2050 году может начаться массовое строительство термоядерных электростанций (ТЯЭС). Это открывает путь к созданию практически неиссякаемого и чистого источника энергии.
Интересный побочный эффект термоядерных реакторов — возможность синтеза новых элементов. Поток высокоэнергетических нейтронов можно направить на облучение различных мишеней, трансмутируя одни химические элементы в другие. Теоретически это открывает перспективы для создания, например, редких или драгоценных металлов, что отражено в оригинальном названии статьи — «Золото и другие металлы из реактора».
Если вам интересно глубже погрузиться в тему, узнать о разных типах термоядерных установок (токамаки, стеллараторы, лазерный синтез) и их особенностях, делитесь своими пожеланиями в комментариях.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Золото и другие металы из реактора. Новое поколение АЭС..