Мир на пике – Мир в пике

Ожидаемо, по закону сохранения энергии, часть энергии такой реакции уносится с нейтрино, которое уже очень трудно поймать, а основная часть из E=mc², полученного за счет дефекта массы, улетает вместе с позитроном.

После этого, обычно очень быстро, позитрон полностью аннигилирует с каким-нибудь соседним электроном, образуя два гамма-кванта с энергией в 0,51 МэВ.

Вот так. Основная начальная реакция, которая разогревает наше Солнце, наряду с другими, которые уже идут на основе полученного дейтерия, это аннигиляция.

Отсюда, если приматывать протон-протонный цикл где-нибудь синей изолентой к бетонному фундаменту у нас на матушке-Земле, то надо быть готовым к жесткому гамма-излучению от аннигиляции излучаемых позитронов. А она целебна (точнее не совсем вредна) только в очень-очень малых количествах. Например, позитронная томография использует именно β+-распад многих искусственных изотопов и позволяет детально рассмотреть многие мягкие ткани человека.

В общем, не получается собрать термоядерный реактор, как на Солнце, в наших убогих земных условиях. То ли мы не Тони Старки, то ли синяя изолента у нас слабовата.

Ну и пусть слабовата. Зато мы живы и с нормальной «легкой» водой. А не с гелием-2 в какой-то непонятной, безжизненной Вселенной.

Ладно, звезду не зажгли. Ну а что там можно сделать дальше, с дейтерием?

Многие из читателей слышали о токамаках и о том, что ими пытаются «зажечь» термоядерную энергию у нас, на Земле. К сожалению, понимание проблем токамакостроения и плазмоудержания у современных обывателей, находится на весьма убогом уровне. Те светлые времена, когда журнал «Наука и Жизнь» выходил тиражом в 3 миллиона экземпляров и нес просвещение в массы, уже позади. Сейчас тираж «Науки и Жизни» скатился до жалких 40 000 экземпляров, а сам журнал представляет собой убогую тень своего славного прошлого – с «юбилейными» статьями и колонкой «на заметку домохозяйке».

Я попробую рассказать вам об инженерных проблемах термоядерной энергетики максимально доступно, но в то же время – с сохранением всего объема технической информации, необходимого для понимания того, во что и где уперлись ученые, инженеры и строители в деле создания «рукотворного Солнца» на Земле.

Вначале о понятном простым людям – о размерах. Вот сравнение (чисто в рамках геометрии установок!) того пути, который уже был пройден и который еще предстоит пройти термоядерной энергетике.

Рис. 176. Данные для компаративного анализа размеров термоядерных установок.

Блоха в левом нижнем углу рисунка – это первый настоящий токамак Т-3, созданный в СССР в 1960-е годы и продемонстрировавший миру принципиальную возможность создания электростанции, основанной на магнитном удержании высокотемпературной плазмы для создания термоядерной реакции. Маленькая палочка под трубой большого ITERa (справа), который сейчас строит весь мир, это человек. Вот он же в сравнении с токамаком Т-3 на старом архивном фото для понимания размеров ITERa.

Рис. 177. Архивная фотография работы человека на установке Т-3.

Как видите, наши отцы даже и не представляли, насколько трудная и масштабная задача предстоит им в деле будущего покорения термоядерной энергии.

Причем если кто-либо думает, что путь прогресса от Т-3 до ITERа – это лишь вопрос нахождения молотка побольше и организации рабов на заливку бетонного основания токамака, то он глубоко ошибается.

ITER гораздо технологичнее самого последнего и самого большого современного токамака JET во столько же раз, во сколько раз и сам JET технологичнее старого, доброго, «лампового» Т-3.

Надо сказать, что даже ITER еще будет, несмотря на всю свою технологичность, всего лишь «наскоро сделанным на коленке» прототипом. Конечно, не на коленке, конечно не наскоро, но именно прототипом. Например, охлаждение первой стенки реактора в нем будет вестись с помощью обычной воды, в то время как в серийной термоядерной станции DEMO, строительство которой начнут сразу же после постройки и успешного пуска ITERа, первая стенка плазменной камеры будет охлаждаться уже жидким гелием. То есть ученые спешат. Ученые очень спешат, пытаясь сделать реакторы на термоядерной энергии, но это отнюдь не так просто, как это представляется многим.

Надо сказать, что и с Т-3 ситуация была тоже не в виде «сегодня решили, завтра построили». Первое постановление о начале работ по мирной термоядерной энергии подписал еще Иосиф Сталин в 1952 году. А рекордные 10 миллионов градусов температуры, которые удивили весь мир, советские ученые получили на токамаке Т-3 только в 1968 году.

И вот тут мы подходим к одному интересному моменту, который часто не осознается многими людьми, которые слышали о термоядерной энергии только в рамках школьного курса физики.

Поясню, в чем состоит тонкий момент термоядерной реакции, которую сейчас хотят запустить в экспериментальном реакторе ITER.