Азиатский термояд: когда РАН плачет

На южнокорейском термоядерном реакторе KSTAR (Korean Superconducting Tokamak Advanced Research) достигнут один из мировых рекордов удержания плазмы. Разогретый до 50 миллионов градусов Цельсия, что в три раза горячее температуры в ядре Солнца, водород в современном сверхпроводящем токамаке удалось сохранить в режиме H-моды в течение 70 секунд.

В термоядерных реакторах происходят реакции синтеза тяжелых элементов из легких, в частности, образование гелия в результате слияния дейтерия и трития. Этим они отличаются от обычных ядерных реакторов, где инициируются процессы распада тяжелых ядер на более легкие. Наиболее популярная установка для термоядерного синтеза — токамак (тороидальная камера с магнитными катушками), предложенная в 1951 году советскими физиками Андреем Сахаровым и Игорем Таммом. В таком реакторе плазма удерживается магнитным полем и имеет форму тороидального шнура, по которому пропускается электрический ток.

Установка KSTAR южнокорейского Национального института термоядерных исследований расположена в городе Тэджон в 160 километрах к югу от Сеула. Это токамак. Проект был утвержден в 1995 году, однако из-за азиатского финансового кризиса 1997-1998 годов его реализацию отложили. Реактор построили к осени 2007-го, а летом следующего года в него впервые пустили плазму.

Большой радиус тора южнокорейского токамака равен 1,8 метра, малый — 0,5 метра, максимальная индукция магнитного поля в центре плазменного шнура — 3,5 тесла, максимальный ток в плазме — 2 мегаампер. Эти параметры позволяют KSTAR войти в десятку крупнейших в мире токамаков. Однако главная его особенность — полностью сверхпроводящая магнитная система, увеличивающая габариты установки до 8,6 метра в высоту и 8,8 метра в диаметре.

Такая конструкция позволяет получить магнитное поле с необходимыми параметрами без потерь на тепло. Для этого сверхпроводящие магниты охлаждаются до температуры минус 269 градусов Цельсия. Плазма сформирована протием и дейтерием — изотопами водорода с одним и двумя нуклонами в ядре, но не тритием, необходимым для ядерного синтеза. Тем не менее этого достаточно для исследований физики плазмы, необходимых для успешного запуска международного экспериментального термоядерного реактора ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor).

KSTAR стал первым в мире сверхпроводящим токамаком, где разогретый до 50 миллионов градусов Цельсия водород удалось удержать в режиме H-моды в течение 70 секунд. В режиме H-моды KSTAR заработал в ноябре 2010 года. Постепенно, с 2011 года, южнокорейские физики нарастили время удержания плазмы с 5,2 до 70 секунд. Режим H-моды, обеспечивающий одновременное снижение тепловых потерь и рост температуры в центре плазмы, то есть фактическое повышение энергетического выхода установки, был выявлен в 1982 году в ходе экспериментов на немецком токамаке ASDEX (Axially Symmetric Divertor Experiment).

К сожалению, режиму H-моды присущи ELM-нестабильности: на периферии плазмы формируются турбулентности, из-за чего она попадает на пластины дивертора — устройства для удаления частиц, способствуя его разрушению. На KSTAR научились подавлять ELM-нестабильности, разместив на внутренней стенке вакуумной камеры специальные магниты, которые отводят избыток энергии от периферии плазменного шнура.

Главные конкуренты южнокорейских ученых, по всей видимости, — их китайские коллеги. На сверхпроводящей установке EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) специалисты Института физики плазмы Академии наук КНР добились еще более впечатляющих результатов. Разогретую до 50 миллионов градусов Цельсия плазму удалось сохранить в режиме H-моды в течение минуты неиндуктивного горения. Это означает, что ток в плазме поддерживался системами ее нагрева — инжекторами и радиоисточниками, а не наведенным током в центральном соленоиде, как при индуктивном горении.

Величина кольцевого тока меняется в узком интервале значений, поэтому длительность электрического импульса ограничена во времени. Существует возможность работы соленоида в переменном режиме, однако это требует больших затрат энергии. Неиндуктивное горение в KSTAR также возможно, но корейцы в этом направлении отстают от китайцев.

Ученым КНР на EAST, между прочим, в феврале 2016 года удалось удержать в равновесном состоянии в течение 102 секунд разогретую до 50 миллионов градусов Цельсия плазму, правда, не в режиме H-моды.

Такие страны, как Китай, Южная Корея, Япония (установка JT-60SA) и Франция (реактор Tore Supra) в настоящее время наиболее интенсивно развивают исследования в области термоядерного синтеза, в отличие от США и Великобритании. В США закрыли Alcator C-Mod — один из двух самых мощных термоядерных реакторов в стране. Британскому JET (Joint European Torus), крупнейшему в мире токамаку, предрекают финансовые трудности из-за Brexit.

«Китай — единственная страна в мире, нарастившая бюджет термоядерных исследований, — отметил физик Ло Гуаннань, заместитель директора проекта EAST. — Финансирование в Европе сократилось, предложение о строительстве новых исследовательских центров в США отклонено Конгрессом, прогресса в Японии нет». Его коллега, физик Вань Юаньси, занимающийся исследованиями термоядерного синтеза в Китайской академии наук, надеется, что именно в КНР будет построена первая в мире термоядерная электростанция.

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Proper на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@proru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Читайте также:

Комментарии о материале (сверху свежие):
  1. Proper (2016-12-19 14:25:13)
    Китаец из города Суйфэньхэ (городской округ Муданьцзян) пригрозил взорвать свою бывшую бомбой из сосисок, если она не согласится встретиться с ним. Это не прикол. Чувак соорудил муляж взрывного устройства из четырех свиных сосисок и листа бумаги, потом сфотографировал получившуюся конструкцию и отправил получившийся снимок своей бывшей возлюбленной, пригрозив убить и ее саму, и ее семью, если девушка не придет на встречу. Сестра злоумышленника, которая прознала о затее брата, поспешила сообщить о ней в полицию, так как не знала, что бомба ненастоящая. Дальше сами понимаете - в КНР с такими вещами не шутят.
  2. Ванёк26 (2016-12-19 14:25:48)
    Так держать!
  3. Ванёк26 (2016-12-19 14:32:05)
    Ох уж эта молодежь...
  4. Gena (2016-12-19 14:45:03)
    Бомба с сосисковой плазмой?
  5. sok (2016-12-19 19:09:09)
    Непонятно только причем тут РАН, в тексте вообше не упоминается. Предполагается, что Россия безнадежно отстала?
  6. Marquis de Grisver (2016-12-19 19:15:19)
    "термоядерных реакторах происходят реакции синтеза тяжелых элементов из легких" то есть токамак может синтезировать редкие металлы? для медицины например!?
  7. dp47 (2016-12-19 19:23:47)
    Последнюю новость которую я читал о российском термоядерном реакторе - что гастарбайтеры там медь потырили.
  8. dp47 (2016-12-19 19:25:42)
    Пока только гелий.
  9. Proper (2016-12-19 20:41:55)
    13 марта 2015 года в 17 часов ученые отделения физики токамаков НИЦ «Курчатовский институт» обнаружили, что в помещение, где находится термоядерная установка, отсутствуют фрагменты медных шин. Убедившись, что детали пропали, ученые немедленно обратились во 2-й отдел полиции на особо важных и режимных объектах 4-го управления МВД РФ. - Следственные органы и служба безопасности НИЦ «Курчатовский институт» провели оперативные мероприятия, которые продолжались с 13 по 15 марта. Были установлены лица, причастные к хищению. Это четверо граждан РФ, сотрудников сторонней организации, которая выполняет строительные и ремонтные работы. 450 кг похищенных медных шин, были найдены спрятанными в этом же помещении. Люди, которые задержаны сейчас по подозрению в краже, не были случайно нанятыми неквалифицированными рабочими. Это специалисты, которые трудились над модернизацией системы водоохлаждения токамака.
  10. Ванёк26 (2016-12-19 20:44:47)
    Не смешно почему то.
  11. Sagamor (2016-12-19 21:03:39)
    Да нет ! 4 октября писали, что и у нас есть успехи, но не в такой температуре (у нас 10 млн градусов, не 50), про время удерживания плазмы наши не пишут. http://qps.ru/78deT
  12. Proper (2016-12-19 21:15:51)
    Время удержания у наших - десятые доли секунды. В общем - отстали навсегда. Видите ли - самый свежий наш «Токамак-Т-15» создан еще в 1987 году. И уже тогда это была имитация бурной деятельности - "советские ученые" просто тупо пилили государственный бюджет, никаких вариантов выйти на стабильное горение плазмы у них не было. Когда китайцы показали 10 секунд при 50 млн градусов, и у них впервые выход энергии стал больше, чем ее затраты на поддержание шнура - наши даже приблизительно не представляли себе, как это сделано. Бубнили, что мол это туфта - такого не может быть. А теперь, как видите, и КНР, и Корея - прогрессируют огромными шагами. Счет времени пошел уже на минуты - это по меркам высокотемпературной плазмы просто-таки вечность.
  13. Владимир (2016-12-19 22:12:19)
    Проср*липолимеры...
  14. Henren (2016-12-20 00:10:40)
    Для этой цели применяются ускорители.
  15. miha_ford_talks_ru (2016-12-20 02:39:00)
    Минута - это конечно хорошо. Но пока мне не очень ясно, как с токамака снимать эти излишки энергии и переводить их в полезную работу. Возможно в этом ответ на вопрос "почему наши ученые давно пилят бюджеты в этой сфере и выдают нулевой результат". Т.е. я допускаю, что наши нашли какую-то, непреодолимую на сегодняшнем этапе развития, преграду и пока сидят, курят бамбук, иногда передают опыт студентам, но особо не рыпаются. Возможно, и тогда могли получить минуты, но не знали что дальше. А Китай и Ю.Корея просто этого еще не поняли. Все же разрыв в началах работ - десятилетия. У меня дома энциклопедия 1960 года, так эти токамаки еще там описаны. ЮК и Китай встали на этот путь значительно позже. Естественно, я не утверждаю что работы Китая и ЮК - фигня. Но без разбора со всеми нюансами делать выводы рано. Как минимум надо понимать, что на выходи в электросеть мы должны закачать энергии больше, чем затратили на поддержание. А лучше выразить в деньгах, с учетом всех затраченных ресурсов. Ну и еще один момент, который стоит не забывать в данном контексте: это не сильно напрягает Росатом, который сейчас на переднем крае атомной энергетики. Мирный термояд хоронит наших атомщиков, не говоря о всяких Арева и прочих. И вот что-то Росатому пока пофигу. Короче пока подождем, понаблюдаем. ИМХО.
  16. Hmm4 (2016-12-20 09:44:23)
    У нас не на токамаке, а на открытых ловушках.
  17. Sagamor (2016-12-20 09:49:40)
    К теме отравления "боярышником". Как отличить метиловый спирт от этилового? На запах и вкус не отличается. Более-менее реальный способ — иметь в кармане кусок медной проволоки и зажигалку. Нагреваете проволоку, опускаете в раствор и нюхаете. Если запахло кислотой – этиловый спирт, а если формалином — метанол, пить нельзя. Проволоку нужно раскалить и раскаленной опустить
  18. MadMax (2016-12-20 17:53:57)
    А зачем пить гадость ?
  19. RajNikAdams (2016-12-21 01:05:23)
    Пить незачем. А вот стеклоомывайки из метанола намного лучше официально продающихся из изопропила. Потму как не воняют и загустевают при более низких температурах
  20. Henren (2016-12-21 03:20:15)
    Мы участвуем в программе, какие похороны...
  21. Henren (2016-12-21 03:21:38)
    Метанол действует и через кожу, и через легкие. Поэтому и запрещен в омывайках.
  22. FLY_Slim Jr. (2016-12-21 03:52:19)
    Ну ты, там знаешь как кислота или формалин пахнут, хотя , кислоты тоже по разному, а другие нет. Или может какой ещё способ есть
  23. FLY_Slim Jr. (2016-12-21 03:55:57)
    Жэсть
  24. FLY_Slim Jr. (2016-12-21 03:56:18)
    Да ладно, епт
  25. RajNikAdams (2016-12-21 08:43:58)
    В России, но не в Европе, где омывайки из метанола. При вдыхании опасная доза изопропила меньше, чем метанола. Что и происходит при избыточном поливании стекла загустевшим изопропилом. Вообще, даже Руль не скрывает, что запрет метаноловых омываек - шаг в сторону синяков. А нормальным водилам он только во вред
  26. shatun61 (2016-12-21 15:43:02)
    Как человек, очень близко знающий что такое метанол, а я его шесть лет возил на месторождение на бензовозе, могу сказать что ничем питьевой спирт не отличается от метанола и наоборот. Был один период когда народ начал усиленно самоликвидироваться посредством пития метанола и тогда было решено его окрашивать в ядовито-синий цвет. Но потом то ли краситель кончился, то ли народ расплодился и опять все пришло к началу.... Не знаю как где, но на нашем заводе где метанол вырабатывают не вынесешь даже полторашку, а тут во чё... Копать конторе надо...
  27. shatun61 (2016-12-21 15:48:31)
    Нормальные водилы зимой в бачок заливают водку. Или этиловый спирт разбавленый водой 1:1. Пусть даже и технический. Но никак не жижу на метаноле. Дышать им считаете безвредно? Дремучее заблуждение. От нее глазки очень садятся и приходится к окулярам привыкать... А летом заливаем Шадринскую минералку. Кстати, спирт перед заливкой бодяжить именно с ней...
  28. Henren (2016-12-21 16:55:30)
    Я лично всегда лью спиртягу - техническую, естественно. Развожу напополам с водой и маленько фейри. Дешево и сердито. 17 тыр бочка (216 литров).
  29. RajNikAdams (2016-12-21 23:30:18)
    Глазки садятся от выпивания. :-) Иногда даже драматично. Для того чтобы организм почувствовал минимальное отравление при распылении метанола, его нужно распылять достаточно долго. Причем прямо в салоне. :-) Когда снаружи происходит смачивание стекла, внутрь попадают крохи. Даже дальнобой в рейсе не отравится. В пробке дерьма больше вдыхаем. Вощем, запугали страну по зомбоящику. Европейцы побольше нашего за здоровье дрожат. Аднака метанол (такое ощущение, что ничего кроме него) в омывайках используют Миру мир, а каждому своё. Я медицинский этиловый предпочитаю использовать по назначению - в затейливых настойках. Да ине купит его обычный человек. Не продаётся спирт просто так, широко. В отличие от метанольный и изопропиловых омываек. А после Иркутска этиловый спирт будет ещё сложнее купить
  30. RajNikAdams (2016-12-21 23:34:37)
    А я фирменное пойло покупаю в посольстве. В разы дешевле любой дьютифри. Потому что дипломаты получают его без пошлин, наценок и акцизов. Причем гарантированного качества. Но это не значит, что любой гражданин может также отовариваться. Так же и со спиртом бочками. Мягко говоря, не на каждом углу продается. Кстати, не сказать что дешево. 80 рупий за литр. Мне медицинский по 100 обходится
  31. RajNikAdams (2016-12-21 23:45:38)
    Цитата: Любопытно, что на практике метанол даже безопаснее, чем ныне продаваемые омывайки на основе изопропилового спирта. Замеры в салоне автомобиля с постоянно включенным омывателем стекол показывают, что при использовании метанола его ПДК в рабочей зоне водителя достигается примерно через пять минут, а с изопропилом критический предел наступает на порядок быстрее! Помнится, бывший главный санитарный врач Геннадий Онищенко, запретивший несколько лет назад метанол, заявлял, что «использование стеклоомывающих жидкостей по назначению не оказывает вредного воздействия на здоровье человека». Законотворцы, прислушайтесь: метанол не ядовит, если прыскать его на стекла, а не заливать внутрь организма! По крайней мере, вреда от него куда меньше, чем от изопропила.
  32. RajNikAdams (2016-12-21 23:46:16)
    Цитата: Вязкость метанольных омываек в несколько раз ниже, чем у водки или этанольных составов, поэтому распыл на стекло прекрасный и на морозе они не густеют.
  33. RajNikAdams (2016-12-21 23:49:40)
    Весь текст: https://goo.gl/QzQpEJ
  34. Proper (2016-12-22 00:04:06)
    >>Но пока мне не очень ясно, как с токамака снимать эти излишки энергии и переводить их в полезную работу. Миха, ты прости, но ты тормозишь. Ты вообще представляешь, какой идет поток тепловой энергии от шнура, разогретого до 50 миллионов градусов? Там система охлаждения выхватывает энергию мегаваттами. Китайцы уже показали позитивный выхлоп энергии - то есть шнур на синтезе нагенерировал и слил вовне тепловой энергии значительно больше, чем потрачено энергии на разогрев шнура. Сейчас, естественно, эту энергию просто сбрасывают в окружающую среду при помощи градирни, ибо установки экспериментальные. Но снять ее и пустить на генерацию электричества - столь же просто, как в ядерном реакторе, и даже еще проще.
  35. Вася (2016-12-22 00:18:00)
    О, вечный дрыгатель изобрели.
  36. Proper (2016-12-22 00:36:42)
    Нет, не изобрели. Изобрели способ осуществить невзрывную реакцию ядерного синтеза. Пока что имеются проблемы с длительностью поддержания реакции из-за выгорания элементов и "отравления" шнура продуктами этого вот выгорания. Способ борьбы с отравлением найден - специальные магнитные системы вытягивают осколки из шнура. Но теперь надо придумать, как инжектировать новое топливо в горящий шнур. Вот над отработкой первого и придумыванием второго и работают китайцы и корейцы. А наши квазиученые из РАН в это время тусят в Европе на гудронном коллайдере да примазываются к ITER во Франции. Стройку последнего, стоимость которой первоначально оценивалась в 5 миллиардов евро, планировалось закончить в 2016 году, однако постепенно предполагаемая сумма расходов выросла до 19 миллиардов, и затем срок начала экспериментов сдвинулся к 2025 году. В общем, когда ITER впервые включат - китайцы уже будут отдавать ток от своих реакторов в промышленную сеть. Если его вообще когда-то включат. Есть у меня ощущение, что ITER - такой же распил бабла, как большинство структур РАН. Китай объявил об успехе квалификационного испытания оборудования, на котором будет наматываться полоидальная катушка PF-6. Намотка для испытания велась имитационным кабелем из простой меди, на полноразмерном макете катушки. При квалификационном испытании весь технологический цикл пройден от начала до конца. После окончания намотки катушка пройдет испытание в вакуумной камере, которая специально создавалась для этих целей. Готовая катушка будет иметь внешний диаметр 10 метров, её масса 350 тонн. Обмотка катушки состоит из девяти одинаковых проводников. Каждый проводник представляет собой «двойной блин», в котором сверхпроводящий кабель из ниобий-титанового сплава уложен по спирали. Напомним, Россия должна поставить ITER катушку PF-1, аналогичную той, которую производит Китай - но, как мы все понимаем, ничего не сделано.
  37. Вася (2016-12-22 00:52:38)
    ...тусят во фьянции, а у нас нет случаем комиссии по проф пригодности этих " учоных"? Такое чуйство, может мне и показалось, что просто пилят гири с золотом, вот если завод ничего не родил, что с ним будед? Датировать тех, кто не несет ничего в корзину? Есть результат? Получи на карточку...
  38. Ричъ (2016-12-22 00:59:47)
    а у нас нет случаем комиссии по проф пригодности этих » учоных»© есть. Падаван и Сантехнег. они мне два дня тулили статистику за научные данные. разбираааааюцо/почтительно/
  39. Вася (2016-12-22 01:05:56)
    В студию статистику от меня! Ронимый певес ротом... Или тут комменты уже не стереть?
  40. Ричъ (2016-12-22 01:10:17)
    Пукалку сжать! смирнобле во фрунт! разгойворчеги фстраю! шо ш ты так, каналья, корешка сливаеш по трубам ? ась? мегегегеге батыр драной.
  41. Ричъ (2016-12-22 01:12:16)
    Падаван пердякал? Пердякал. Ты поцпердякивал? Поцпердякивал. Старшый хто? В глаза смареть, каналья!.. Ты старшый. Тебе и отвечаць. Так не елозь пукалкой по ледянке. Ледянку расплавиш
  42. Вася (2016-12-22 01:18:21)
    Пой, пой моя свирель! Ваня то дело говорит, но вот как то через глаза у кого то информация не проходит, только пердякать... Почитай что я писал и попробуй понять, если есть чем, понимать то.
  43. Ричъ (2016-12-22 01:20:56)
    утттипутипутеньки! кто эт у нас такой хъябъенький? вот кроме этого твоего профдеформационнаго "пук-пук-пук" есь чо? не? тада бери маю свирель понежнее и дуй. бл"буду - запоёт.
  44. Ричъ (2016-12-22 01:22:06)
    хосссспади порасплодилось вас... и главное КАК??? Недоумеваю... Природа игривая стерва..
  45. Ричъ (2016-12-22 01:30:33)
    паузы всё длиннее... слёзки кап-кап-кап... Эта "Чаша Генуя" исполнилась добром™. Подожду другую. Ну и бейсплатне совет от синагоги: вмасть вопрошаюшему отвечай и вмасть же спрашивай. Проблем избежишь многих. Авай. Сказал бы "чмаки", но после свирелей не лобызаю. Брезглив , знаеш ли.
  46. Вася (2016-12-22 01:47:06)
    И это всё?
  47. Ричъ (2016-12-22 01:48:28)
    Есь еще. А нужно?
  48. Ричъ (2016-12-22 01:50:37)
    А в чом проблема, сопсна? Свирель без дырочков? Ты дуй, дуй. Запоёт.100%. Ты ж настаивал.
  49. Вася (2016-12-22 02:33:28)
    И че дальше?
Чтобы писать свои комментарии - надо залогиниться на сайте. Тогда и вид комментариев станет более красивым.