Изобретение и инновация (9)⁠⁠

Продолжаем знакомиться с книжкой Вацлава Смила.
Предыдущие части выложены в серии.

Управляемый термояд

О возможности поставить водородную бомбу на мирную службу задумывались уже её создатели. Решение Эдвардом Теллером конструкторской проблемы привело к первому испытанию бомбы, которая по факту была никакая не бомба, а стационарное устройство весом в 72 тонны в 1952 году. Последовала гонка вооружений, которая закончилась демонстрацией Советским Союзом Царь-бомбы мощностью в 58 мегатонн в 1961 году. Однако, в отличие от атомной бомбы, энергия водородной не могла быть использована в мирных целях. Не хватало устройства, которое бы могло сдерживать плазму для инициации термоядерного синтеза.

При этом синтезе слияние атомов трития и дейтерия производит атомы гелия и высокоэнергичный нейтрон, абсорбировав который можно произвести тепло, с помощью которого можно выработать электроэнергию. Вообще, для этого необходимо три условия: поддержание очень высокой температуры, достижение необходимой плотности плазмы и поддержание плазмы в этом состоянии для генерации тепла. Тогда, в самом начале, физики считали эти проблемы вполне преодолимыми и называли горизонт в два десятилетия. Поначалу советскими физиками был достигнут ощутимый прогресс. Они сдерживали плазму магнитным полем в ТОроидальной КАмере с МАгнитными Катушками, которая стала известна миру как Токамак.

Первый работающий Токамак Т-3

Есть и другие устройства, такие, как стелларатор или Z-машина, но бублик токамака остаётся доминантным дизайном и в наши дни.

На протяжении всего цикла исследования сопровождаются вниманием прессы, которая заявляет о «прорывах» с каждым мало-мальским успехом. Неудивительно: неистощимый устойчивый и безуглеродный источник энергии ужасно притягателен. Вот только эти «прорывы» имеют лишь демонстрационную, но не коммерческую ценность. Реальный же прогресс довольно скромен. Крупнейший в мире экспериментальный токамак ITER находится в процессе строительства. Первую плазму предполагается получить в 2025 году, тритий – в 2032. Расход энергии будет 300 мегаватт, взамен токамак произведёт 500 мегаватт, 40% из этой энергии удастся преобразовать в электрический ток. В сухом остатке имеем минус 100 мегаватт.

Запуск первой демонстрационной электростанции планируется на 2054 год. Примерно в такой же временной диапазон ложатся планы других стран. По факту у исследователей с самого начала наблюдается скользящий горизонт в три десятилетия. Термояд остаётся миражом, и главная причина этого – проблемы при удержании нейтронов и высокий расход энергии на холодильники, насосы и прочее оборудование, необходимое для формирования магнитного поля. Ну и деньги, конечно. Каждый из трёх предполагаемых демонстрационных реакторов влетит в 20 миллиардов как минимум. За всё время исследований набежит порядка 200 миллиардов. Много это или мало? Эта примерно соответствует ВВП такой страны, как Греция. Или одна десятая расходов Соединённых Штатов на двадцатилетнюю войну в Афганистане.

Это всё не волнует оптимистов термояда, радующих публику всё новыми сообщениями и прожектами. Одним из недавних является так называемый холодный синтез, который по сей день остаётся лишь теорией. Убедительного доказательства как не было, так и нет.

Помню, ещё в девяностых читал интервью академика Велихова о перспективах энергетики, в котором он говорил, что в двадцатых годах своё веское слово скажет термояд. Увы, все слова остаются лишь на страницах прессы. Фата-моргана отходит от нас с каждым нашим шагом вперёд.