Китай установил новый рекорд для ‘искусственного Солнца’ — 1000 секунд
Фото: Shutterstock.
Китайский термоядерный реактор EAST сумел продержаться фантастические 1066 секунд (более 17 минут), что значительно превышает его предыдущий рекорд (403 секунды). Это подтверждает статус Китая как абсолютного лидера в области «новой энергетики», противопоставляя аналогичный реактор ITER, стоимостью 28 миллиардов долларов, который не сможет начать работу в течение еще 15 лет. Однако остается открытым вопрос, насколько эффективной будет сама технология «земного термоядерного синтеза» с точки зрения решения энергетических проблем человечества.
ДНПЗ: Нейронный Сканер
Солнце — основной источник энергии на Земле. Уголь и нефть можно считать «законсервированной» солнечной энергией, накопленной растениями в древности. Ветер — это движение воздуха, рожденное солнечным нагревом. Даже атомная энергия, если задуматься, не обходится без Солнца, ведь тяжёлые элементы вроде урана когда-то были синтезированы внутри звёзд.
Научные исследования показывают, что звёзды устроены так, что учёные начинают понимать их с 1950-х, хотя многое остаётся недосягаемым. Например, известно, почему Солнце раз в 11,5 лет становится гиперт активным (что уникально для звёзд, наша звезда еще спокойная). Но, так или иначе, расклады атомов водорода и гелия при высоком давлении и температуре, и вот тебе счастье.
В 1958 году физик Натан Явлинский разработал такой реактор. Тип таких реакторов назвали токамак (тороидальная камера с магнитными катушками), и это русская аббревиатура стала международной (так и пишут, tokamak). Например, название китайского реактора звучит как Experimental Advanced Superconducting Tokamak (Экспериментальный продвинутый сверхпроводящий токамак). Так что — именно мы, россияне, зажгли первое искусственное Солнце.
Но тут же возникают вопросы. Оказалось, что создать плазму относительно легко. Но удержать — вот проблема, и именно поэтому спустя столько лет лучший мировой реактор проработал 1000 секунд, а не 1000 часов.
Звезды устойчивы. Эффект масштаба! В вакууме висит колоссальное количество вещества. Лететь ему некуда. В реакторе «солнце» крошечное, и оно норовит расползтись. Плазму удерживают магнитным полем. И дальше — собственно, инженерные штучки, как выстроить форму магнитного поля, чтобы лучше держался. И еще — потратить бы на обслуживание реактора меньше энергии, чем он производит (а то всегда затея кажется странной). Вот этого пока не удается.
Китайский проект
Все советские годы СССР совершенствовал свои токамаки. И, пока газеты писали, как все хорошо и замечательно, внутри научного сообщества шли напористые дискуссии, а надо ли вообще? Не тупиков ли?
К началу перестройки решили, что это — тупик, о чем объявили публично, но тут странно. Если тупик, почему токамаки принялись строить и иностранцы? Если не тупик, то где результат? В перестройку «тупиков» объявили, что ни попадя, и космос, и биология, все подряд, так что верить статьям и выводам тех лет стоит с осторожностью.
Китайцы стали создавать свои токамаки сразу после распада СССР. И, конечно, не обошлось без наших технологий. Хотя в открытой прессе об этом ничего нет, чистая логика: как не использовать многолетние советские наработки, ставшие вдруг доступными при том, что ни у кого больше не было такого опыта?
Первая (пробная) очередь реактора EAST запущена в 1994 году, в начале «нулевых» принялись собирать ту установку, которая бьёт рекорды сейчас. В 2007 году китайцы отчитались о безупречном синтезе, то есть они потратили столько, сколько получили (точнее, получили даже на 25% больше), однако не исключено, что с этим заявлением повторились ошибки.
Плазму в 2009-м держали 400 секунд, потом стали повышать температуру плазмы (чтобы энергии получалось побольше), но время удержания снизилось. Именно поэтому, когда читаешь сухой список, сколько в каком году было секунд, не трудно запутаться. Играть роль и температура, а цифры там с многими нулями, и их часто в популярных изданиях не приводят. Так или иначе, 1066 секунд — рекорд по всем статьям, и временным, и температурным.
Правильное время
Китайцы творят свой проект в правильное время. Технологии как раз подоспели. Современные материалы и электронные устройства позволяют достичь результатов, которые не снились прежде.
Когда Советы начали свои опыты, технический ландшафт выглядел несравненно примитивнее. При этом теоретики-материаловеды Советского Союза на бумаге и графичной доске создали всё, что реализуется в лабораториях сейчас. Без научного прорыва в СССР в 1950-1960-е годы то, что строят сегодня, было бы немыслимо.
Но мысль опережала физические возможности. Понимали, как получить тот или иной материал, но не могли сделать это на практике. Теперь могут. Часто «могут», увы, не у нас.
Насколько все непросто, показывает пример французского реактора ITER. Это самый большой в мире термоядерный реактор. Его возвели учёные из многих стран, и да, из России, конечно, тоже (а что бы и не поделиться технологиями, ведь идеалы научного сотрудничества незабвены, наивно думали в нулевые годы).
Реактор хотели запустить в 2020-м. В итоге летом прошлого года объявили, что он наконец достроен, но первое «солнце» загорится лишь в 2039-м. В этой связи администрация проекта ITER прямо заявила: если вы хотите с помощью токамаков решить проблему глобального потепления, нет, мы не успеем. Предумайте что-то другое. Отчего так?
Формально говорят, что с деньгами сложно. Поначалу проект оценивали в 5 миллиардов долларов. Сегодня потратили 22 миллиарда на «коробку», но чтобы обслуживать сооружение, нужно еще 5 (а это значит, больше), их нет, ну и вот. На деле, можно предположить, иная причина: разрушается техническое сотрудничество с Россией, и стоит «коллаборация 35 стран» перед сооружением, и думают, что теперь с этим делать.
Фото: Shutterstock.
Есть и альтернативы
Пока токамаки пока не оправдывают, взоры обращаются к другим технологиям. И главным конкурентом многие считают холодный термоядерный синтез, то есть то же самое, но почти при комнатной температуре. Но с этим проблема не меньше.
Сама идея, вы удивитесь, опять советская. Но в СССР разработки, хотя и вели, но периодически песочили авторов за «лженауку». «Это все интриги! Партия сделала ставку на токамаки, вот нас и давили», слышал такое от ветеранов не раз.
Но настала «свобода», а результата нет ни у нас (что понятно), ни на Западе. Дело в том, что на месте холодного синтеза лежит странная (или «новая») физика, которая не получила всеобщее признание. Это затрудняет, например, получение грантов, и многое делается буквально на коленке.
Постоянно появляются устройства, которые, как утверждается, «могут». В основном радуют небольшие стартапы, которые часто показывают «коробку», но не говорят, что внутри. Это снижает доверие. Да и нет пока такого, что ах и вау. Напишут, вот, то ли в Швейцарии, то ли не в Швейцарии целый муниципалитет синтезирует. Начинают проверять, и все не совсем так.
Однако некоторые физики полагают, что именно со стороны холодного синтеза восстает долгожданный свет.
КСМСТАТИ
Зачем искусственное Солнце, если есть настоящее?
Китай пытается создать солнечную станцию в космосе, где не мешают облака и полно места. Согласно проекту, поле панелей с полупроводником в километр зависнет на высоте 36 000 км (геостационарная орбита), а собранную энергию будут транспортировать микроволнами. Китайцы говорят: за год станция выработает столько, сколько «вся нефть планеты». Но есть нюансы.
Таскать такую тяжесть на высоту орбиты пока нечем, и Китай строит сверхтяжелую ракету, которая пригодится и для освоения Луны. Понятно, что ракеты такого класса пока все сплошь экспериментальные, и как пойдет дело, неизвестно. Указывают и на возможные последствия микроволновой передачи энергии. По сути, с неба будет шарить мощный луч, как в микроволновке, и как отреагируют те же ионыфермы, атмосфера? Не вышло бы из такой «чистой энергии» проблем больше, чем от нефти.
СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ
Почему российские корабли доливают до МКС за 3 часа, а остальные за 2 дня (подробнее)
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ
Черный призрак на фоне Солнца: ученым удалось заснять редкое и жуткое астрономическое явление
Видео выброса плазмы черного цвета на Солнце появилось в Сети (подробности)
