Источник энергии аэс: Малый источник большой энергии

Малая энергетика и автономные энергоисточники

Возрождение интереса к небольшим по размерам и более простым в исполнении ядерным установкам обусловлено желанием снизить капитальные затраты на производство ядерных  источников энергии  и необходимостью иметь в наличии источники энергии и тепла, работающие автономно и удаленно от крупных энергетических систем.

Глобализация, урбанизация, рост населения, стареющая инфраструктура и ужесточение природоохранного законодательства ставят под угрозу сегодняшние электрогенерирующие мощности. Между тем глобальный спрос на электроэнергию, по прогнозам, увеличится на 33% к 2030 году. Замена выбывающих генерирующих мощностей при одновременном обеспечении растущих новых мощностей в течение следующих 30 лет делает поиск доступных экологически чистых энергоносителей очень актуальным.

Сокращение выбросов  CO₂, значительные колебания цен на газ, периодичность мощностей, вырабатываемых с помощью солнечной энергетики и ветроэнергетики, делает преимущества ядерной энергетики очевидными.

Растущая потребность рынка в конкурентоспособных, масштабируемых, безопасных, надежных и автономных источниках энергии стимулирует инвестиции в новое поколение ядерных энергетических установок.Технологии, используемые для таких ядерных установок, весьма разнообразны.

С момента появления ядерной энергетики мощности реакторных установок выросли с 60 МВт до более чем 1600 МВт.

В то же время создавались и  небольшие  энергетические реакторы для использования в море (тепловая мощность до 190 МВт) (реакторы для подводных лодок и атомных ледоколов), на суше (ТЭС-3), в качестве источников нейтронов, что дало огромный опыт в проектировании энергоблоков для малой атомной энергетики.

Международное агентство по атомной энергии (МАГАТЭ) определяет энергоблоки мощностью менее 300 МВт как «малые», а до 700 МВт – как «средние». Вместе они именуются МАГАТЭ как малые и средние реакторы (Small Medium Reactor – SMR). Однако чаще всего аббревиатура SMR используется для обозначения «малогабаритного реактора», предназначенного для серийного строительства. Также существует подкатегория очень маленьких реакторов – vSMR – это установки с мощностью менее 15 МВт, предназначенные для использования в отдаленных районах.

Сегодня отчасти из-за высоких капитальных затрат на создание крупных энергетических реакторов, вырабатывающих электроэнергию по паровому циклу, и отчасти из-за необходимости обслуживать небольшие электроэнергетические сети идет процесс разработки небольших ядерных установок. Такие установки могут быть построены независимо или в виде модулей в более крупном комплексе, с добавлением по мере необходимости дополнительной мощности (модульная конструкция с использованием небольших блоков реактора). В случае модульности экономия предполагается именно за счет масштабирования. Помимо этого создаются отдельные реакторные установки небольших размеров для использования в удаленных районах. Такие установки требуют относительно небольших инвестиций по сравнению со стоимостью постройки крупных реакторов, сравнимой с капитализацией заинтересованных в них коммунальных предприятий.

Еще одна причина для интереса к SMR заключается в том, что они могут замещать выведенные из эксплуатации угольные ТЭС и ТЭЦ, мощность более 90% которых составляет менее 500 МВт, а некоторых менее 50 МВт.

В США мощность угольных электростанций, вышедших из эксплуатации в течение 2010-2012 годов, в среднем составляла 97 МВт, а тех, которые, как ожидается, будут выводится в течение 2015-2025 годов, в среднем 145 МВт.

Малые модульные реакторы (SMR) определяются как ядерные реакторы, как правило, эквивалентные 300 МВт или менее, спроектированные с использованием модульной технологии, что обеспечивает экономию за счет серийного производства и короткого времени строительства.

В настоящее время реализуются четыре основных варианта:

1. легководные реакторы,
2. реакторы на быстрых нейтронах
3. реакторы с графитовым замедлителем,
4. высокотемпературные реакторы различного типа (Molten Salt Reactor – MSR).

Первый вариант имеет самый низкий технологический риск, второй – реакторы на быстрых нейтронах (FNR) – меньше, проще и с более длительым сроком работы до перегрузки топлива. Перспективным является и направление MSR.

В западных странах для развитие SMR привлекается большое количество частных инвестиций, в том числе от небольших компаний. Участие этих новых инвесторов свидетельствует о глубоком сдвиге, происходящем в подконтрольных и финансируемых правительством ядерных НИОКР. Целью частных инвесторов часто является развертывание недорогой экологически чистой энергии без выбросов углекислого газа.

Как правило, современные малые реакторы для выработки электроэнергии, и особенно SMR, должны иметь более простую конструкцию, серийное производство, короткие сроки строительства и сниженную стоимость размещения. Большинство из них также разрабатываются с учетом высокого уровня безопасности. Многие из них предназначены для установки под землей, что обеспечивает высокую устойчивость к террористическим угрозам. В то же время в отличие от крупногабаритных реакторных установок из-за использования пассивных систем безопасности требуемая зона планирования аварийного режима для малых реакторов должна составлять не более 300 м.

Огромный потенциал SMR опирается на ряд факторов:

• Из-за небольшого размера и модульности SMR можно полностью построить в заводских условиях и устанавливать затем модуль за модулем.
• Малые размеры и пассивные функции безопасности позволяют эксплуатировать их в странах с меньшим опытом использования ядерной энергии.
• Размер, скорость строительства и системы пассивной безопасности обеспечивают более легкое финансирование по сравнению с крупными проектами полномасштабных АЭС.
• Серийное производство для конкретной конструкции SMR значительно сокращает затраты.

Особенности SMR:

• Малая мощность и компактная архитектура, использование пассивных концепций (по крайней мере, для ядерной системы пароснабжения и связанных с ней систем безопасности). Поэтому в меньшей степени полагаются на активные системы безопасности и дополнительные насосы, а также на источники питания переменного тока для смягчения последствий аварии.
• Компактная архитектура обеспечивает модульность изготовления (на заводе), что также может способствовать внедрению более высоких стандартов качества.
• Более низкая мощность приводит к сокращению срока эксплуатации, а также к уменьшению радиоактивного запаса в реакторе (реакторы меньшего размера).
• Потенциал для подземного или подводного местоположения реакторного блока, обеспечивающий большую защиту от естественных (например, сейсмических или цунами) или от техногенных (например, воздушных) воздействий.
• Модульная конструкция и небольшие размеры позволяют создавать несколько блоков на одном участке.
• Из-за более низких требований доступа к воде для охлаждения реакторы подходят для отдаленных регионов и для конкретных применений, таких как добыча или опреснение.
• Возможность удаления реакторного модуля или вывода из эксплуатации на месте в конце срока службы.

Наши разработки – это ядерные энергетические установки небольшой мощности различного назначения, основанные на разных технологиях:

• Легководные реакторы малой и средней мощности
• Высокотемпературные реакторы (HTR)
• Реакторы на быстрых нейтронах
• СВБР-100
• БРЕСТ-300

• Реакторы с термоэмиссионными одноэлементными электрогенерирующими каналами, такие как АСММ 10/100

Европа признала газ и атом чистой энергией.

Но в зеленое будущее их брать не хочет

• Алексей Калмыков
• Би-би-си

9 января 2022

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Многие в Европе против атомной энергетики. Но еще больше тех, кто против угля и неподъемных счетов за свет и отопление. ЕС выбрал меньшее из зол

Европейский союз после двух лет раздумий записал природный газ и ядерное топливо в чистые источники энергии, несмотря на недовольство экологов и крупнейшей европейской экономики — Германии.

На фоне энергетического кризиса и ренессанса угля ЕС рассудил, что АЭС и газовые станции не помешают, а помогут Европе перебраться из грязного ископаемого прошлого в зеленое будущее и достичь цели обнулить выбросы парниковых газов к 2050 году.

Еврокомиссия утвердила классификацию чистых источников энергии, и в ближайшие полгода она с большой вероятностью вступит в силу. Туда попали и атом, и газ. Правда, с оговорками — в нынешнем виде им светит забвение уже в ближайшие десятилетия.

Отказ признать их зелеными серьезно усложнил бы получение разрешений на строительство новых атомных и газовых электростанций и увеличил стоимость привлечения финансирования под эти проекты.

«Зеленая классификация» касается отраслей, на которые приходится 40% европейской экономики и 80% выбросов парниковых газов. Мир единогласно признал их причиной изменения климата и подписался под обязательством сократить выбросы, чтобы удержать глобальное потепление в пределах 2°С к доиндустриальному уровню.

• Европа хочет отказаться от природного газа. ЕС набросал план будущего без «Газпрома»
• Возрождение угля. Грязное топливо снова в моде, несмотря на климатический аврал
• Борьба с потеплением или «бла-бла-бла»? Чем закончился климатический саммит в Глазго

Судьбоносное решение ЕС важно еще и потому, что Европа далеко впереди планеты всей в деле озеленения экономики и борьбы с изменением климата.

Более того, Евросоюз — вторая по размерам экономика мира после США, но те серьезно отстают в сокращении выбросов. Поэтому европейская классификация чистой и грязной экономики потенциально может оказаться золотым стандартом для остального мира.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

ТЭЦ в берлинском пригороде Лихтерфельде работает на природном газе. На месте старой станции в 2019 году построили новую, более эффективную

Цель этой классификации — нормативно закрепить критерии того, что зеленое, а что не очень. Создать знак качества, а потом выдавать его компаниям и проектам. Чтобы финансисты точно знали, в какой бизнес вкладывать деньги граждан, компаний и казны, если те потребуют инвестировать только в «зеленые» отрасли.

Тяжелые времена, временные меры

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

И природный газ, и ядерное топливо — ископаемые, грязные и далеко не возобновляемые источники энергии.

Газ является источником выбросов и при добыче, и при транспортировке, и при сжигании. Отходы АЭС токсичны. Хотя, конечно, газ чище угля, а ядерные реакторы не коптят вовсе.

И все же отказаться от них политически невозможно. По нескольким причинам.

Во-первых, в мире бушует энергетический кризис, и особенно он ощущается в Европе, которая закупает треть всего потребляемого газа в России, а в целом на три четверти зависит от импорта топлива. Население и бизнес в ЕС недовольны резким ростом цен, и все чаще звучат требования приостановить дорогостоящую зеленую перестройку.

Цены на газ в Европе в конце прошлого года достигли запредельных высот, а уголь вернулся в моду, причем не только в Старом Свете. Его сжигание на электростанциях по всему миру достигло рекордных показателей в 2021 году и останется на них еще по меньшей мере пару лет.

Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер

Подпись к видео,

Почему дорожают газ и свет. Причины и последствия мирового энергетического кризиса

Пока возобновляемые источники энергии в достаточном количестве и промышленном масштабе недоступны, временно придется признать, что газ и атом полезнее для природы и климата, чем более грязные альтернативы вроде угля, счел ЕС.

Насколько временно?

Странам Евросоюза будет разрешено эксплуатировать существующие АЭС до тех пор, пока они обеспечивают захоронение токсичных отходов без ущерба для окружающей среды. А новые станции будут считаться чистыми источниками энергии, если их строительство одобрено до 2045 года.

С газовыми электростанциями сложнее. Новые попадут под категорию зеленых, только если их выбросы никогда не превысят 100 граммов углекислого газа на киловатт-час. Это очень мало, но ЕС допустил и строительство более стандартных станций с выбросами в 270 граммов на кВт/ч — правда, только до 2030 года и только в том случае, если они заменяют мощности выводимых из строя угольных электростанций, а не вводят новые.

Климатические активисты проиграли

Проект поддержало большинство членов ЕС, прежде всего страны Восточной Европы, которые зависят от угля и для которых газ открывает самый прямой путь к сокращению выбросов. А также Нидерланды и Франция.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

АЭС Фессенхайм закрыли при Макроне в 2020 году. Но потом Макрон изменил отношение к ядерной энергетике

АЭС на 70% покрывают потребности Франции в электроэнергии. Президент Эммануэль Макрон после избрания обещал сократить эту долю до 50% и выключить полтора десятка реакторов, однако передумал. Этой весной ему предстоят выборы, на которых соперники как один поддерживают ядерную энергетику. Теперь Макрон обещает вложить в отрасль 1 млрд евро до конца десятилетия.

Его позиция скажется и на общеевропейской — Франция только что приняла на полгода переходящий статус председателя ЕС.

Среди противников главный — Германия, самая населенная и богатая страна Евросоюза и центр европейской промышленности.

Германия решила отказаться от ядерной энергетики 10 лет назад после аварии на японской Фукусиме. На днях она выключила три АЭС, а оставшиеся три будут выведены из эксплуатации в течение года.

Однако немцы признали, что их мнение в этом вопросе не определяющее в Европе. И не собираются спорить с предложенной ЕС классификацией оттенков зеленой энергетики.

Зато соседняя Австрия настроена решительно. Она готова судиться, пригрозила министр по делам энергетики и климата Леонора Гевесслер. По мнению министра от партии Зеленых, Еврокомиссии самой стыдно за присвоение зеленого статуса газу и атому и поэтому проект был опубликован без лишнего шума в отпускной сезон, под самый Новый год.

«По одной дате публикации видно, что они сами не уверены в правильности своего решения, — написала Гевесслер. — Мы изучим проект и уже запросили юридическое заключение. Если он вступит в силу в таком виде, мы будем судиться. Потому что атомная энергия опасна и не является решением проблемы изменения климата».

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Немецкая АЭС Брокдорф — одна из трех закрытых накануне Нового 2022 года

Суд — единственное, что остается противникам зеленой классификации атомной энергетики и природного газа. Проект уже не будут выносить на публичную консультацию, и все идет к тому, что классификация автоматически вступит в силу к середине 2022 года.

Еврокомиссия планирует одобрить нормативный акт в январе после финальной консультации с экспертами, после чего отправит его на рассмотрение властям 27 стран ЕС и депутатам Европарламента.

Им отведено до полугода на организацию вето, однако уже сейчас ясно, что его не будет.

Еврокомиссия старается выносить на обсуждение только заранее согласованные документы и определять победителя внутренних битв до их начала, чтобы соблюсти единство и гармонию в крупнейшем политическом союзе на планете, созданном после двух разрушительных войн на некогда раздробленном континенте. Нынешнее сражение за классификацию уже выиграли сторонники ядерной энергетики и природного газа.

Чтобы отыграть назад и не дать ЕС присвоить зеленый знак качества газу и атому, их противники должны подбить на бунт большинство в Европарламенте, что маловероятно, либо 20 государств-членов ЕС, что невозможно, если только за эти полгода не случится чего-то катастрофически неприятного в газовой или атомной энергетике.

Нет ничего более постоянного, чем временные меры

ЕС первым делом принялся классифицировать оттенки зеленого в отраслях, которые ответственны за львиную долю выбросов парниковых газов. То есть в энергетике, промышленности и транспорте, а также в лесном и жилищно-коммунальном хозяйствах.

Остальным займутся позже.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

После решения ЕС для ядерной энергетики забрезжил свет в конце туннеля. Но туда еще нужно добраться

Более того, уже установленные критерии климатического и экологического соответствия нормам будут постоянно пересматривать, поскольку и технологии развиваются, и цели меняются под давлением обстоятельств — природных и политических.

«Классификация не обязывает инвестировать только в «зеленые» отрасли. И не вводит никаких обязательных экологических требований к компаниям и финансовым продуктам. Инвесторы вольны сами решать, во что вкладывать деньги, — объясняет новые правила Еврокомиссия. — Однако мы ожидаем, что со временем эта классификация станет проводником и катализатором зеленой перестройки экономики».

В результате деления на таксономические категории ЕС признает чистой и климатически обоснованной только ту деятельность, которая соответствуют двум критериям. С одной стороны, способствует достижению хотя бы одной из европейских климатических целей. А с другой, не представляет серьезной угрозы ни для одной из них.

Природный газ как раз соответствует первому требованию, поскольку в ближайшие годы именно газ является единственной доступной альтернативой грязному углю в энергетике и промышленности. А чтобы он вписался еще и во второй критерий и не нарушал его по достижении углеродной нейтральности в 2050 году, ЕС и вводит временные ограничения — строительство новых станций только до 2030 года.

С атомной энергетикой все еще более запутанно.

Ее сторонники радуются, потому что зеленый статус газа в документе четко назван «переходным», тогда как атом избежал такого эпитета. При этом четко определены сроки действия зеленой марки для АЭС, что придает ей не постоянный, а скорее переходный статус, делится сомнениями Дэвид Хесс из Всемирной ядерной ассоциации WNA, объединяющей компании отрасли.

Но шансы у АЭС закрепиться в зеленом будущем есть, в том или ином виде. Не только французский президент Макрон, но и его покинувшие ЕС британские соседи увлечены идеей мини-реакторов.

Они надеются решить проблему дороговизны и бесконечности строительства традиционных АЭС, которое занимает десятилетия и требует многомиллиардных инвестиций. Великобритания, например, в октябре утвердила стратегию обнуления выбросов, в которой отложила на разработку мини-реакторов 120 млн фунтов.

И в целом Запад признает, что без ядерной энергетики переход от ископаемых к возобновляемым источникам энергии невозможен. В своем последнем отчете Международное энергетическое агентство (IEA) называет атомные станции и мини-реакторы одной из четырех ключевых мер, призванных быстро и дешево перестроить энергетику таким образом, чтобы удержать повышение температуры на планете в рамках полутора градусов, предусмотренных Парижским соглашением.

Наши источники энергии, атомная энергетика — Национальные академии

Ядерная

Способность управлять ядерными реакциями деления , в которых атомы радиоактивных элементов, таких как уран, распадаются на более мелкие атомы и в процессе высвобождается энергия, представляет собой одно из величайших технологических достижений двадцатого века. Используемая в виде тепла высвобождаемая энергия кипятит воду, производя пар, приводящий в движение турбины, и таким образом преобразуется в механическую энергию, вырабатывающую электричество. Ядерная энергия в настоящее время обеспечивает 20 % от общего объема производства электроэнергии в США и 9. 5% от общей потребляемой энергии.

Ядерная энергия в настоящее время обеспечивает 20 % от общего объема производства электроэнергии в Соединенных Штатах.

Согласно оценкам Управления энергетической информации США за 2015 год, объем производства атомных электростанций, как ожидается, останется неизменным до 2040 года. Атомная мощность может сократиться на 30% к 2035 году, если существующие станции не будут обновлены, лицензии не будут продлены или новые станции не будут построены. и эксплуатировался в самое ближайшее время. Четыре реактора были выведены из эксплуатации в 2013 г. и один введен в эксплуатацию в 2014 г., в результате чего по состоянию на 2015 г. в 30 штатах осталось в общей сложности 60 коммерческих станций (со 100 реакторами). Но из них 72 реактора получили продление лицензии, что позволяет работать дольше. А в 2015 году четыре новых станции находились в стадии строительства, и предложения по еще восьми находились на рассмотрении Комиссии по ядерному регулированию.

В 2015 году американские коммерческие ядерные энергетические реакторы закупили 56,5 млн фунтов урана как у отечественных, так и у иностранных поставщиков; отечественное производство составило лишь 3% от этого общего объема. По данным Международного агентства по атомной энергии, в 2014 году выявленные во всем мире ресурсы составили около 7,6 миллиона метрических тонн. Если США возобновят интерес к производству ядерной энергии, вероятно, будут доступны достаточные запасы урана.

Некоторые страны взяли на себя существенные обязательства по производству атомной энергии: например, атомные электростанции производят более трех четвертей всей электроэнергии во Франции. В Соединенных Штатах этот вопрос вызывает серьезные дебаты, в том числе озабоченность по поводу безопасности станции (которая сильно усилилась с 19-го века).79 Авария на Три-Майл-Айленде), безопасность (предотвращение попадания ядерных материалов в руки преступников) и споры о том, где и как утилизировать ядерные отходы — спорный вопрос, который остается нерешенным после десятилетий усилий. Кроме того, низкая стоимость природного газа затрудняет конкуренцию ядерной энергетики на энергетических рынках США.

По данным Исследовательской службы Конгресса, по состоянию на декабрь 2011 года более 67 000 метрических тонн отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) американских реакторов находилось во «промежуточных» хранилищах на 77 объектах в США (включая четыре объекта Министерства энергетики США). , увеличиваясь со скоростью примерно 2000 метрических тонн в год. В настоящее время нет планов по хранению этого ОЯТ на каком-либо стационарном полигоне.

Многие страны перерабатывают ОЯТ коммерческих реакторов, чтобы увеличить его радиоактивность, хотя США этого не делают.

Другой источник ядерной энергии, термоядерный синтез, — это процесс, который питает Солнце и звезды. Теоретически он может предложить практически неограниченный запас энергии со значительно меньшим количеством долгоживущих радиоактивных отходов по сравнению с делением, если его успешно использовать в реакторе. На сегодняшний день построено несколько новых крупных исследовательских установок для изучения альтернативных технологий получения энергии путем синтеза. Несмотря на непрерывный прогресс, ни одна из установок не достигла «возгорания», точки, в которой термоядерная реакция поддерживается сама собой, несмотря на десятилетия исследований. В отсутствие значительного прорыва термоядерные реакторы вряд ли будут готовы к коммерческому развертыванию в обозримом будущем.

Похожие темы

• Воздействие на окружающую среду

Исходный материал

• Энергетическое будущее Америки: технологии и трансформация (2009 г.)

• Оценка перспектив инерционной термоядерной энергетики (2013 г.)

• Уроки, извлеченные из аварии на АЭС «Фукусима», для повышения безопасности атомных станций США (2014 г. )

• Совершенствование оценки риска распространения ядерных топливных циклов (2013 г.)

• Будущее передовых ядерных технологий; Резюме междисциплинарной исследовательской группы (2014 г.)

• Оценка целей термоядерного синтеза с инерционным удержанием (2013 г.)

Посмотреть полную исходную библиотеку

ученых США достигли долгожданного прорыва в области термоядерного синтеза, сообщает источник

Си-Эн-Эн
—

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_D4FC99EE-11C4-FA83-067B-06FDA2865F71@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Впервые в истории американские ученые из Национальной установки по воспламенению в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса в Калифорнии успешно провели реакцию ядерного синтеза, что привело к чистому приросту энергии, подтвердил CNN источник, знакомый с проектом.

Ожидается, что Министерство энергетики США официально объявит о прорыве во вторник.

Результат эксперимента станет огромным шагом в многолетнем стремлении высвободить бесконечный источник чистой энергии, который мог бы помочь покончить с зависимостью от ископаемого топлива. Исследователи на протяжении десятилетий пытались воссоздать ядерный синтез, воспроизведя синтез, питающий Солнце.

Министр энергетики США Дженнифер Грэнхольм во вторник сделает заявление о «крупном научном прорыве», сообщило министерство в воскресенье. О прорыве впервые сообщила Financial Times.

Ядерный синтез происходит, когда два или более атома сливаются в один больший, процесс, который генерирует огромное количество энергии в виде тепла. В отличие от ядерного деления, которое вырабатывает электричество во всем мире, оно не производит долгоживущих радиоактивных отходов.

Ученые всего мира медленно приближаются к прорыву, используя разные методы, пытаясь достичь одной и той же цели.

Закрытие фотографий судов – май 2011 г.

Christopher Roux (CEA-IRFM)/EUROfusion

Гигантская машина в форме пончика только что доказала, что практически безграничный чистый источник энергии возможен

Проект National Ignition Facility создает энергию ядерного синтеза с помощью так называемого «термоядерного инерционного синтеза». На практике американские ученые стреляют гранулами, содержащими водородное топливо, в массив из почти 200 лазеров, по существу создавая серию чрезвычайно быстрых повторяющихся взрывов со скоростью 50 раз в секунду.

Энергия, полученная от нейтронов и альфа-частиц, извлекается в виде тепла, и это тепло является ключом к производству энергии.

«Они сдерживают реакцию термоядерного синтеза, бомбардируя снаружи лазерами», — сказал CNN Тони Роулстоун, эксперт по термоядерному синтезу с инженерного факультета Кембриджского университета. «Они нагревают снаружи; это создает ударную волну».

Несмотря на то, что получение чистого прироста энергии от ядерного синтеза имеет большое значение, это происходит в гораздо меньших масштабах, чем то, что необходимо для питания электрических сетей и обогрева зданий.

«Это примерно то, что нужно, чтобы вскипятить 10 чайников воды», — сказал Джереми Читтенден, содиректор Центра исследований инерционного синтеза в Имперском колледже в Лондоне. «Чтобы превратить это в электростанцию, нам нужно получить больший прирост энергии — нам нужно, чтобы она была существенно больше».

Модель реактора будущего ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Коули говорит, что эксперименты в ITER имеют решающее значение. Они предназначены для достижения самоподдерживающегося термоядерного горения — последнего научного препятствия на пути к термоядерной энергии, говорит он.

ЖЕРАР ЖУЛЬЕН/AFP/Getty Images/файл

Искусственное солнце ненадолго осветило английскую сельскую местность. Однажды это может изменить все

В Великобритании ученые работают с огромной машиной в форме пончика, оснащенной гигантскими магнитами, называемой токамак, чтобы попытаться получить тот же результат.

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_2E787D0D-CCB4-A5BD-68E6-09800C454787@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
После того, как в токамак впрыскивается небольшое количество топлива, активируются гигантские магниты для создания плазмы. Плазма должна достичь температуры не менее 150 миллионов градусов по Цельсию, что в 10 раз горячее ядра Солнца. Это заставляет частицы топлива сливаться в одно целое. При ядерном синтезе продукт синтеза имеет меньшую массу, чем исходные атомы. Недостающая масса преобразуется в огромное количество энергии.

Нейтроны, которые могут покинуть плазму, ударяются о «одеяло», выстилающее стенки токамака, и их кинетическая энергия передается в виде тепла. Затем это тепло можно использовать для нагрева воды, создания пара и силовых турбин для выработки электроэнергии.

В прошлом году ученые, работающие недалеко от Оксфорда, смогли выработать рекордное количество устойчивой энергии. Тем не менее, это длилось всего 5 секунд.

Будь то использование магнитов или стрельба шариками с помощью лазера, результат в конечном итоге один и тот же: тепло, выделяемое в процессе слияния атомов, является ключом к производству энергии.

Целевая камера NIF — это место, где происходит волшебство — там создаются температуры в 100 миллионов градусов и давление, достаточное для сжатия мишени до плотности, в 100 раз превышающей плотность свинца.

Дэмиен Джемисон/LLNL

cms.cnn.com/_components/paragraph/instances/paragraph_393E41EB-BDC6-D9B2-7E13-06615C2CB85C@published» data-editable=»text» data-component-name=»paragraph»>
Серьезная проблема использования термоядерной энергии заключается в том, чтобы поддерживать ее достаточно долго, чтобы она могла питать электрические сети и системы отопления по всему миру.

Читтенден и Роулстоун заявили CNN, что ученые всего мира теперь должны работать над тем, чтобы резко увеличить масштабы своих термоядерных проектов, а также снизить стоимость. Чтобы сделать его коммерчески жизнеспособным, потребуются годы дополнительных исследований.

«В настоящее время мы тратим огромное количество времени и денег на каждый эксперимент, который мы проводим», — сказал Читтенден. «Нам нужно значительно снизить стоимость».

Однако Читтенден назвал эту новую главу в ядерном синтезе «настоящим прорывным моментом, который чрезвычайно захватывающий».

Роулстоун сказал, что нужно проделать еще много работы, чтобы термоядерный синтез мог генерировать электроэнергию в коммерческих масштабах.

«Противоположный аргумент заключается в том, что этот результат очень далек от фактического прироста энергии, необходимого для производства электроэнергии», — сказал он.