Токамак

Глядя на всё происходящее, я не могу не написать о новостях науки. Сегодня нужно рассказать об одной технологии, которая может стать основой будущей энергетики. Речь, конечно, о термоядерном синтезе. Вовсю идёт работа над международным экспериментальным термоядерным реактором ИТЭР [1], который должен стать последним шагом перед демонстрационной термоядерной электростанцией. Над проектом работает сразу несколько стран — США, Япония, Россия и страны западной Европы. Схематично ИТЭР показан на этой картинке:

ИТЭР — термоядерный реактор на основе токамака. Это значит, что водородная плазма в нём удерживается магнитным полем в форме «бублика». Размер — больше, чем у всех экспериментальных установок, которые до сих пор строились. Большой радиус (расстояние от оси до серединки «теста в бублике») — больше восьми метров; малый радиус (радиус сечения бублика) — 2.8 метра. Чтобы нагреть плазму такого объёма до температуры выше ста миллионов градусов, понадобится 100 мегаватт дополнительного нагрева в пучках нейтральных атомов и электромагнитных волнах. По расчётам смесь дейтерия с тритием будет выдавать около полутора гигаватт термоядерной мощности; из них 20% — в альфа-частицах, а 80% — в быстрых нейтронах.

Такая серьёзная мощность нейтронного потока (около мегаватта на квадратный метр стенки!) потребует серьёзного охлаждения. Предварительный проект первой стенки тоже есть, вот он, можете оценить 720 охлаждающих трубочек:

Вот здесь вы можете оценить, насколько большой выходит машина:

Оптимизма добавляет недавний рекордный результат, полученный на токамаке TFTR — около 10 мегаватт мощности в термоядерной реакции [2]:

Если всё пойдёт по плану, через два с половиной года будет выбрано место для постройки токамака, а первую плазму в нём зажгут к концу 2008 года.

[1] https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/...

[2] https://www.iter.org/fr/newsline/283/1672

Ps. @admoders и подписчики сообщества — надеюсь, это сойдёт за научный юмор. %)

Когда будет коммерческий термояд? Почему температура в реакторе должна быть в 10-20 раз больше, чем на Солнце? Какие проблемы сейчас на проекте? Интервью с инженером и ученым Виталием Красильниковым, работающим в ITER более 10 лет.

Виталий родом из подмосковного Троицка. В данный момент находится во Франции под Марселем в непосредственной близости от главной стройки, где курирует разработку нескольких нейтронных диагностик.

# …если вы предпочитаете видео тексту – в конце поста есть ссылка на полную версию интервью на YouTube.

- В чем основная фишка термояда?

Во-первых, на входе у нас, по сути, безлимитное топливо. Топливом для той термоядерной реакции, о которой мы сегодня говорим, является дейтерий и тритий — изотопы водорода. Дейтерий доступен в мировом океане, его можно выделять из морской воды. Тритий в природе не встречается. У него короткое время полураспада. Но его можно производить из лития. Это деньго- и трудозатратно, но это тоже, можно сказать, бесконечное топливо.

Вторая особенность термояда – на выходе у нас нет ядерных продуктов реакции. То есть нет тех отходов, которые производит, например, атомная энергетика. На выходе термоядерной реакции – гелий.

- Почему до сих пор нет реактора, который давал бы полезную энергию?

Проблема в трудностях организации самого процесса реакции. Как сделать такую установку, которая в достаточном объеме произвела бы необходимое количество реакций и тем самым произвела бы необходимое количество энергии? Токамаки начинались с каких-то настольных приборов, переходили в комнатные, потом занимали половину здания. И сейчас мы строим токамак размером с семиэтажное здание. Размеры растут. Это важно.

Для того, чтобы пошла реакция, нам нужно некую субстанцию — назовем это газом, а на самом деле это плазменное образование — нагреть до очень высоких температур. При таких температурах никакие стенки не смогут выдержать. Поэтому нам нужно ее удерживать другими способами. Была создана конфигурация с удержанием плазмы магнитным полем.

Представьте какую-то полоску воды. Вы снизу дуете струйками воздуха и пытаетесь ее удержать. А гравитация эту воду пытается прижать к земле.

Это очень сложно сделать. Вода постоянно будет стараться искать где-то лазейку. Так и плазма. Потому что веществу неудобно, невыгодно находиться в каком-то энергетическом состоянии. Ему всегда хочется остыть, отдать свою энергию, успокоиться. А мы, наоборот, пытаемся удержать этот процесс, этот огонь, чтобы он горел и давал нам пользу.

Ну и просто из-за технических, физических в том числе, сложностей самого процесса.

- На Солнце идут те же самые термоядерные реакции — горит водород, синтезируется гелий — но нам нужно достичь температур в 10-20 раз больше, чем на Солнце. Почему?

Я могу ответить шуткой: солнце неэффективно, мы строим что-то более эффективное.

В этом есть доля правды. Зачем нам нагревать именно до той температуры, о которой говорится? На этих энергиях имеется пик сечения взаимодействия дейтерия и трития. При таких температурах наибольшая вероятность реакции этих двух изотопов. Если температура ниже, они летают мимо друг друга и не реагируют. Если температура выше, они слишком горячие, и тоже пролетают мимо. Так получилось в природе, что, если вещества имеют эту температуру, у них максимальное количество реакций происходит.

- Чем крут ITER кроме того, что это самый большой токамак?

Всем. Куда ни посмотри, в ITER практически все уникальное, все впервые в мире. Это огромная вакуумная камера. Мощнейшая система нагрева. Мощнейшая система охлаждения для магнитных систем. Это самый крупный в мире криогенный комплекс. Это со всех сторон уникальный проект: от организации процесса, от административной стороны, когда семь партнеров объединились и строят вместе. И сам проект так организован, что центральная команда находится здесь, а производство компонентов установки происходит в разных уголках планеты, вплоть до того, что похожие компоненты изготавливаются в разных странах, как, например, элементы вакуумной камеры — в Корее, в Европе и в России. Для чего это сделано? Для того, чтобы каждый партнер получил опыт строительства таких компонентов.

Если со стороны физики посмотреть, принципиальное отличие от предыдущих установок в том, что в ITER планируется осуществить контролируемое горение. Что подразумевается под этим термином? Горение — это когда ты в огонь положил дрова, и он сам горит, ему ничего не нужно. Так же и в плазме. Если ты создал ей какую-то конфигурацию, то она сама себя может поддерживать. Она сама производит достаточное количество энергии для того, чтобы поддерживать свою температуру на том же уровне и продолжать находиться в этом квазистационарном состоянии.

До этого все предыдущие токамаки, включая ныне действующие, выходили на мощность порядка единицы-полтора. Это коэффициент полученной мощности к затраченной, то есть, когда мы получаем энергии столько же либо чуть-чуть больше, чем затратили. И это уже горение, но оно происходило доли секунды или порядка нескольких секунд.

В ITER предполагается 500-секундный разряд с коэффициентом выхода 10. То есть мы получаем в 10 раз больше энергии, чем затрачено на нагрев плазмы.

- А как будет работать реактор? Это какие-то периоды-вспышки в несколько минут, когда плазма зажигается, потом затухает, потом все повторяется?

Именно так. Установка токамак, про которую мы сегодня говорим, тороидальная камера с магнитной катушкой — это принципиально импульсная установка. Импульс может быть очень долгим. 500 секунд, про которые мы говорили чуть ранее — это работа установки с высокой мощностью. Еще предполагаются режимы на 3 000 секунд с чуть более низкой мощностью. Но это в любом случае ограниченное время.

Почему? Потому что вихревое магнитное поле, которое создается в токамаке, создается путем наращивания тока через соленоид. У нас поле создается, когда изменяется ток. Мы, например, его увеличиваем — и поле закручивается. То есть не просто ток идет и поле появляется, а именно увеличивается.

Любую величину невозможно увеличивать бесконечно. Мы можем только от сих и до сих увеличивать. Если бы можно было поддерживать ток стабильным, то мы бы могли его поддерживать. Но поскольку это поле создается путем увеличения тока через соленоид, оно принципиально может создаваться ограниченное время.

- Каким образом будет сниматься энергия с токамака?

Существует несколько подходов. Первый — аналогичный с атомными станциями, когда мы банально греем воду. Реактор производит гелий и нейтроны. Нейтроны прекрасно взаимодействуют с водой. У них огромное сечение взаимодействия с водородом. Можно «обложить» реактор достаточным количеством воды. Она замедлит нейтроны и защитит от них, и сама нагреется. Дальше — турбина или всевозможные способы применения энергии воды.

Есть еще альтернативные способы. Поскольку у нас есть источник нейтронов, можно обложить установку ураном — это я очень условно говорю; не просто обложить, а ввести в уравнение уран — тогда нейтроны будут реагировать с ураном, производить атомную реакцию и у нас получится гибридный реактор, термоядерный и атомный в одном флаконе.

Можно еще — и это предполагается — иметь некие полости с литием и использовать эти же нейтроны для производства трития из лития.

- Возможно ли, что какие-то коммерческие термоядерные проекты будут разрабатываться параллельно с экспериментами на ITER?

Думаю, что очень вероятно. Азиатские страны, мы видим, очень в этом заинтересованы. Уже сейчас строятся системы крупного размера, которые будут отрабатывать разные особенности, например, выход на долгие разряды, поддержание высокой мощности на длительное время. Это принципиально важно для коммерческого реактора.

И я думаю, что параллельно с ITER будут и должны строиться машины, установки коммерческие или околокоммерческие, уже с положительным выходом.

- Не получится ли так, что они опередят ITER?

Да, и это будет здорово. Тут нет какой-то конкуренции. Она есть, конечно, психологическая: «мы первые — они первые». Но в целом мы делаем это для человечества. И, работая здесь, ты постоянно пересекаешься со всеми национальностями, с гражданами разных стран практически со всей планеты. Никто на себя одеяло не перетягивает. И, если кто-то начинает это делать, это выглядит глупо. Мы работаем вместе на благо человечества. Это очень ощущается.

Допустим, Китай или Корея построили свою машину, которая заработала также, как ITER. Отлично. Но вот Корея это сделала. А в России нет доступа туда. У Японии нет доступа. У США нет. У Европы, Франции, Германии нет туда доступа.

По крайней мере, ITER как бы общий, но в то же время он свой для каждого из партнеров. Каждый имеет доступ к полному объему информации и ноу-хау, ко всем чертежам, ко всем моделям и так далее. Каждый партнер имеет полное право взять это и при желании построить у себя. Это часть идеологии проекта.

- А как вообще в непосредственной близости друг от друга могут располагаться самая горячая точка в галактике в 100-150 млн градусов и самая холодная?

Специальные материалы, специальная теплоизоляция одного от другого. На расстоянии примерно шести метров действительно будет две точки: одна — самая горячая в галактике, вторая — самая холодная. Самая холодная — это 4 К (-269 0С). И самая горячая, надеемся — 100-150 млн градусов.

Для чего нужна холодная температура? Для проводника, из которого намотаны катушки, создающие магнитное поле. Эти катушки переходят в режим сверхпроводимости. В них уменьшаются потери. Поэтому мы можем гонять по ним огромный ток без потерь.

Катушка диаметром примерно 3-5 см упаковывается в пакет теплозащиты. Потом еще теплозащита. В итоге получается кубик примерно 1,5 метра – из проводника и теплозащиты.

- Хочу спросить про людей. У вас же интернациональная команда, но, наверное, большинство французы?

Французов в проекте много, четверть или треть. Какой-то статистики нет. Может, она есть, но я не знаю. А остальных примерно по 7-10%: Россия, США, Индия, Япония, Корея, Китай. Европа вкладывает 40%. Имеется в виду и финансовый вклад, и натуральный вклад, в том числе люди. Из Европы — большинство. Наиболее представлены французы, испанцы, немцы, Северная Европа, Польша, Румыния.

Все общаются, работают.

- Насколько хорошо финансируется проект? Каковы зарплаты в сравнении с другими институтами или проектами? И какова разница со среднеевропейской зарплатой? Это хорошо оплачиваемая работа?

Да, скорее, хорошо оплачиваемая. Естественно, есть градация от начального уровня работников до дирекции. Это все открытая информация, она есть на сайте проекта. Разница в зарплатах в два или в три раза.

Наверное, для России нормально, когда в 100 раз у директора выше зарплата, чем у уборщицы. Но здесь — нет. У директора в четыре раза выше зарплата, чем у уборщицы. Или в три. Примерно так.

Однако надо понимать, что и расходы высокие: цена аренды жилья, цена топлива – машину заправить, цена еды — цена всего примерно в 1,5-2 раза выше. Просто сходить в продуктовый магазин здесь дороже.

Второй момент, что ты в отрыве от своей страны. И это накладывает некоторые ограничения. Например, нужно решать какие-то жилищно-коммунальные вопросы. Кран потек. И если где-то в Троицке я знал, где дядю Васю позвать, и за условные 200 рублей он кран бы починил, то здесь ты обращаешься к каким-то официальным фирмам, которые всегда дороже. Помните, в советское время было, что «цена для иностранца другая». Может быть, в Париже, где много иностранцев, это нормально, а здесь в деревне иностранцу жить дороже.

И еще французская налоговая система и социальная система очень нацелены на поддержку и уравнивание. Если у тебя низкая зарплата — меньше 2 000 евро чистого дохода в месяц, например 1 500 или 1 000 — то тебе государство очень сильно поможет со всеми расходами, начиная от билетов на еду, на продукты, заканчивая тем, что если у тебя дети, то школа будет либо дешевле, либо бесплатно, всякие субсидии на ЖКХ.

Для нас этого всего нет. У нас высокая зарплата и высокие расходы.

- Ты сам веришь, что мы когда-нибудь увидим коммерческий термояд?

У меня нет сомнений, что термояд когда-либо будет. Вернее, у меня нет сомнений, что термояд осуществим в коммерческих масштабах. В форме токамака или в какой-то другой форме, в форме стелларатора или в какой-то конфигурация пинча, или что-то еще, или вообще открытые ловушки. Так или иначе человечество рано или поздно найдет способ коммерчески эффективно эту энергию приручить. Если только захочет.

- Как ты думаешь, в каком примерно году появятся коммерческие реакторы?

Я стараюсь об этом не думать. Если серьезно, то, наверное, где-то в районе 2050-2060 года. С тем темпом, который сейчас идет. Мы старались политику не обсуждать. Но темпы в разные годы разные. И иногда кажется, что все идет к ускорению, иногда кажется, что все пойдет к замедлению

Но если продолжится какая-то похожая тенденция, то прицел на 2050-2060-е годы.

Я думаю, что темп через 10-20 лет изменится. В районе 2030-го мы можем увидеть, что темп увеличится и, возможно, к 2040-ому увидим коммерческие станции. По крайне мере, после 2030-х, когда ITER, я надеюсь, будет работать в полную термоядерную мощность, будет уверенность, что эта технология работает. И тогда многие государства заинтересуются в применении этой технологии у себя.

P.S. полная версия этого интервью выложена на моем канале на YouTube.

В нем есть простое и краткое объяснение сути термоядерного синтеза, откуда берется энергия и как устроен ИТЭРовский токамак.

Tech_debunker

https://www.rosatom.ru/

09.04.2022

Согласно утверждённым планам правительства Российской Федерации, плазменным технологиям и технологиям с использованием термоядерного синтеза будет уделяться повышенное внимание. Одним из главных проектов на этом направлении станет новая экспериментальная установка — токамак с реакторными технологиями, которую собираются построить в Троицке к 2030 году.

Модель прототипа модифицированного токамака с сильным полем. Источник изображения: Наука и инновации

Как сообщило руководство ключевого исполнителя проекта — АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ», которое входит в научный дивизион Госкорпорации «Росатом» АО «Наука и инновации» — проект будет реализоваться в два этапа. На первом этапе произойдёт реконструкция энергетической инфраструктуры, а на втором — инженерной инфраструктуры с собственно созданием токамака. Впрочем, работы по обоим этапам будут вестись и уже начались параллельно, поскольку место будущего строительства необходимо заранее подготовить к проведению работ.

«В конце 2021 года мы получили положительное заключение государственной экспертизы на проектную документацию первого этапа реконструкции термоядерного комплекса “Токамак с сильным полем”. Также в конце года была разработана рабочая документация. В марте начались работы по расчистке территории для будущей строительной площадки. Сейчас прокладываем временные дороги и обустраиваем инженерные сети», — рассказал научный руководитель по управляемому термоядерному синтезу и плазменным технологиям ГНЦ РФ ТРИНИТИ Александр Романников.

Токамак с реакторными технологиями (ТРТ) разрабатывается как полномасштабный прототип будущего термоядерного реактора/источника нейтронов. Установка нацелена на исследование поведения плазмы в близких к зажиганию квазистационарных режимах, изучение и отработку методов дополнительного нагрева плазмы, топливообеспечение, бланкетные технологии, разработку новых диагностик, а также освоения тритиевой технологии. Первый этап реконструкции термоядерного комплекса, как ожидается, будет завершён к 2024 году, после чего начнутся работы непосредственно по строительству токамака.

Недавно мне встретился пост на тему того, почему так растут цены на видеокарты. Что ж, теперь к майнерам, перекупщикам и прочим всадникам Апокалипсиса можно добавить ещё и физиков. Коллектив учёных из университета Вашингтона разработал экспериментальный термоядерный реактор, в котором плазма контролируется при помощи видеокарты от Nvidia. Давайте разбираться, почему это не очередная новость с «Панорамы».

Для запуска реакции термоядерного синтеза плазму необходимо разогреть до 150 000 000 °C. Никакой материал не может выдержать такую температуру, поэтому плазму контролируют бесконтактным способом — с помощью магнитного поля. Наиболее известны термоядерные реакторы типа токамак («тороидальная камера с магнитными катушками»). В токамаках плазма имеет форму, близкую к тору.

Нет, не к этому

Вот к этому

Через плазму течёт электрический ток, который, во-первых, нагревает её, а во-вторых, создаёт магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем катушек и формирует плазменный бублик, не касающийся стенок установки.

Но экспериментальный реактор, о котором мы говорим сегодня, относится к другому типу — сферомак.

Всё ещё достоин актуален!

Рабочая камера установки, выполненная из хромированной меди с изолирующим слоем оксида алюминия, образована двумя направленными друг на друга конусами. К камере подключены три инжектора, каждый из которых имеет два взаимно ортогональных набора катушек. Пропускание тока через эти катушки формирует спиралевидные магнитные поля, которые и удерживают плазму от соприкосновения со стенками камеры.

В отличие от токамака, у сферомака нет системы магнитных катушек, опоясывающих всю рабочую камеру. Определяющей для работы сферомака является именно магнитная спиральность — мера «закрученности» магнитного поля в плазме, а формирование и удержание плазменного кольца полностью зависит от чёткой работы инжекторов.

На видео яркие потоки плазмы, поступающие из инжекторов в верхней части устройства, собираются в кольцо вокруг двух конусов. Показанный процесс длится всего 0,003 секунды.

Система управления должна оперативно изменять амплитуду, фазу и смещение характеристик плазмы на выходе инжекторов, подстраиваясь под поведение плазменного кольца внутри рабочей камеры. В токамаках плазма довольно статична, и всё, что требуется от контроллеров, — это периодически подталкивать её, чтобы она оставалась на своём месте. Здесь же необходимо обеспечивать активное удержание плазмы в куда более динамичной системе.

В предыдущих версиях установки использовалось девять микроконтроллеров Blackfin BF537. У каждого контроллера был только один канал аналого-цифрового преобразования (АЦП) с частотой дискретизации 400 кГц. Этого было недостаточно для отслеживания временно́й фазы сигналов инжектора на высоких частотах, а пропускная способность связи между блоками микроконтроллера была очень низкой, что не позволяло использовать сложные алгоритмы управления. Да, физики тоже страдают от тормозов и лагов.

Но всё меняется, когда приходят они — ускорители Nvidia Tesla P40. Это практически те же самые видеокарты, на которых вы гоняете в современные игрушки... ну или не гоняете (нищие вздохи сожаления). Программное обеспечение, полностью работающее на GPU, принимает данные от АЦП, обрабатывает их и формирует управляющие сигналы для контроллеров широтно-импульсной модуляции (ШИМ). А те, в свою очередь, уже управляют работой инжекторов.

Система управления задействует семь ядер GPU — по два для гномов и эльфов на каждый инжектор и одно, чтобы править всеми. Общая скорость передачи данных между GPU и остальными частями установки — порядка 330 Мб/с.

Использование быстродействующего контроллера на базе видеокарты позволяет продлить время жизни плазмы в установке, что даёт больше возможностей для её изучения, а значит — приближает всех нас к контролируемому термоядерному синтезу. Ради такого дела можно и потерпеть слайд-шоу в исполнении верной 8800 GTX. Тем более что есть масса прекрасных игр, которым 3D-ускоритель вообще не нужен.

Пост подготовлен по материалам семинара «Актуальная наука» в Политехническом музее. Источник новости

В пятницу, 28 мая, на токамаке EAST прошел эксперимент, результаты которого крайне важны для мировой термоядерной энергетики. «Китайское рукотворное солнце» разогрело плазму до температуры почти в семь раз выше, чем в недрах природного светила, и удерживало ее на протяжении более чем полутора минут.

Вакуумная камера EAST, вид снаружи / ©Xinhua

Как пишет официальное китайское новостное агентство Синьхуа, максимальная электронная температура (средняя энергия электронов) плазмы достигла 160 миллионов градусов Цельсия. Такие параметры жгута ионизированного газа токамак удерживал 20 секунд. А при 120 миллионах градусов установка проработала 101 секунду.

Китайский экспериментальный термоядерный реактор EAST превзошел предыдущий рекорд длительности более чем в пять раз. Напомним, его установили корейские физики на токамаке KSTAR: они смогли удержать плазму температурой в 100 миллионов градусов на протяжении 20 секунд.

Потрясающих результатов удалось добиться специалистам Института физики плазмы Китайской академии наук (ASIPP). Подробности своего достижения они, судя по всему, опубликуют в рецензируемом журнале, а пока поделились успехом в формате пресс-релиза. Так что детали остаются под завесой тайны. Известно лишь, что на подготовку к эксперименту ушел год непрерывной работы. В конструкцию токамака EAST, расположенного в городском округе Хэфей, внесли множество изменений, позволивших улучшить показатели стабильности плазмы.

Китайский экспериментальный продвинутый сверхпроводящий токамак EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak) — важный элемент международной кооперации в проекте создания экспериментального термоядерного реактора (ITER). Он представляет собой одну из немногих в мире подобных установок с полностью сверхпроводящей магнитной системой, которую создали на основе ниобий-титановых проводников. На EAST ведутся исследования как можно более долгого удержания высокотемпературной плазмы для технологий термоядерного синтеза.

Вакуумная камера EAST изнутри полностью облицована металлическими плитками. Ее малый радиус — 40 сантиметров, а большой — 1,7 метра. Внизу камеры установили вольфрамовый дивертор, охлаждаемый водой. Максимальная интенсивность тороидального магнитного поля установки достигает 3,5 тесла. Для сравнения: магнитное поле Земли колеблется между 25-65 микротесла, а установки для МРТ — 0,5-1,5 тесла (существуют экспериментальные приборы мощностью до 10,5 тесла). Во время рекордного эксперимента сила тока в плазме превысила 500 килоампер.

Что интересно, этот токамак разработали на базе установки H-7, созданной китайскими физиками в 1990-х при непосредственном участии российских специалистов. Налицо радикальный прогресс технологий Поднебесной: на сегодня EAST — один из самых продвинутых и во многом уникальных реакторов такого типа в мире. Именно полученные во время последнего эксперимента данные могут сыграть ключевую роль в обеспечении работоспособности ITER.

Несмотря на впечатляющие достижения китайских физиков и их коллег по всему свету, даже 120 миллионов градусов на протяжении полутора минут, скорее всего, будет недостаточно для промышленного термоядерного реактора. На ITER, сборка которого наконец-то началась прошлым летом, планируют «зажечь» плазму на 150 миллионов кельвинов и удерживать не менее 400 секунд. А это тоже экспериментальная установка — первый прототип энергетически эффективного реактора создадут только к середине XXI века. Остается завидовать Солнцу, в недрах которого благодаря уникальным условиям (в том числе колоссальному давлению) термоядерные реакции прекрасно протекают при «всего» 12-14 миллионах градусов.

Источник

P.S. Хорошо, что и у нас хоть и с опозданием, но тоже началось осмысленное движение
В России запустили термоядерную установку токамак Т-15МД

Думаю написать пост или возможно серию постов про управляемый термоядерный синтез (магнитное удержание). Какие темы были бы вам интересны или на какие вопросы хотели бы получить развёрнутые ответы (в рамках разумного)?

Постараюсь отвечать понятным языком для людей со школьным образованием, без специальных знаний.

ITER (картинка из интернета www.iter.org):