Учурда башкарылуучу термоядролук синтез классикалык атомдук электр станциялары жана ал тургай, казылып алынган отундарды алмаштыруу катары болжолдонууда, бирок бул багытта бир катар олуттуу ийгиликтерге карабастан, термоядролук реактордун бир дагы жумушчу прототипи көрсөтүлө элек. Францияда биринчи ITER эл аралык термоядролук реакторунун курулушу (ЕБ, Россия, Кытай, Индия жана Корея Республикасы долбоорго тартылган) дагы эле долбоордун алгачкы стадиясында турат. Ошол эле учурда америкалык Lockheed Martin корпорациясы, ошондой эле Массачусетс технологиялык институтунун (MIT) өкүлдөрү болгон изилдөөчүлөр тобу натыйжалуу термоядролук реактордун үстүндө иштеп жатышат. Бул MIT эксперттери 2015 -жылдын августунда жетишерлик компакттуу токамактын жаңы долбоорун иштеп чыгууну жарыялашкан.
Токамак магниттик катушкалар менен тороидалдык камераны билдирет. Бул башкарылуучу термоядролук синтездин агымы үчүн зарыл болгон шарттарга жетүү үчүн плазма камтылган торус түрүндөгү түзүлүш. Токамак идеясынын өзү советтик физиктерге таандык. Өндүрүштүк максаттар үчүн башкарылуучу термоядролук синтезди колдонуу сунушу, ошондой эле электр талаасы тарабынан жогорку температуралуу плазманын жылуулук изоляциясын колдонгон конкреттүү схема биринчи жолу 1950-жылдын орто ченинде жазган эмгегинде физик О. А. Лаврентьев тарабынан түзүлгөн. Тилекке каршы, бул чыгарма 1970 -жылдарга чейин "унутулган". Токамак деген терминди академик Курчатовдун шакирти И. Н. Головин ойлоп тапкан. Бул учурда ITER эл аралык илимий долбоорунун алкагында түзүлүүчү токамак реактору.
Францияда ITER термоядролук реакторун түзүү боюнча иштер өтө жай жүрүп жаткан кезде, Массачусетс технологиялык институтунун америкалык инженерлери компакттуу синтездик реактордун жаңы конструкциясын сунушташты. Мындай реакторлор, алар 10 жылдын ичинде эле коммерциялык ишке киргизилиши мүмкүн экенин айтышты. Ошол эле учурда термоядролук энергия, өндүрүлгөн эбегейсиз кубаттуулуктары жана түгөнгүс суутек отуну менен ондогон жылдар бою бир гана кыял жана кымбат лабораториялык эксперименттер менен эксперименттер бойдон калды. Бул жылдар аралыгында физиктер атүгүл: "Термоядролук синтезди практикалык колдонуу 30 жылдан кийин башталат жана бул мезгил эч качан өзгөрбөйт", - деген тамашасы да болгон. Буга карабастан, Массачусетс технологиялык институту энергияда көптөн күтүлгөн ачылыш 10 жылдын ичинде болот деп эсептейт.
MIT инженерлеринин ишеними жаңы өткөргүч материалдарды колдонууга негизделет, ал магниттин жеткиликтүү өтө өткөргүч магниттерден кыйла кичине жана күчтүү болорун убада кылат. MIT плазма жана синтез борборунун директору, профессор Деннис Уайттын айтымында, сейрек кездешүүчү барий жезинин оксидине (REBCO) негизделген, коммерциялык жактан жеткиликтүү жаңы өткөргүч материалдарды колдонуу илимпоздорго компакттуу жана абдан күчтүү магниттерди иштеп чыгууга мүмкүнчүлүк берет. Илимпоздордун айтымында, бул магнит талаасынын чоң кубаттуулугуна жана тыгыздыгына жетишүүгө мүмкүндүк берет, бул плазмалык камоодо өзгөчө маанилүү. Жаңы өткөргүч материалдардын аркасы менен, реактор, америкалык изилдөөчүлөрдүн пикири боюнча, учурдагы долбоорлорго, атап айтканда, буга чейин айтылган ITERге караганда алда канча компакттуу болот. Алдын ала эсептөөлөр боюнча, ITER менен бирдей кубаттуулукта, жаңы синтездик реактордун диаметри жарым болот. Ушундан улам анын курулушу арзан жана жеңил болот.
Термоядролук реактордун жаңы долбоорунун дагы бир негизги өзгөчөлүгү суюк жууркандарды колдонуу болуп саналат, алар заманбап токамактарда негизги "керектелүүчү материал" болгон салттуу катуу абалдагы жүндөрдү алмаштырышы керек, анткени алар негизги нейтрон агымын кабыл алышат. ал жылуулук энергиясына айланат. Маалым болгондой, суюктукту алмаштыруу жез корпустардагы бериллий кассеталарына караганда бир топ жеңил жана салмагы 5 тоннага жакын. Бул ITER эл аралык эксперименталдык термоядролук реакторунун дизайнында колдонула турган бериллий кассеталары. Долбоор боюнча иштеп жаткан MITдин алдыңкы изилдөөчүлөрүнүн бири Брэндон Сорбом 3төн 1ге чейинки жаңы реактордун жогорку эффективдүүлүгү жөнүндө айтат. Ошол эле учурда, өз сөзү менен айтканда, ректордун дизайны. келечекте оптималдаштырылышы мүмкүн, бул, балким, өндүрүлгөн энергия менен сарпталган энергияга 6дан 1ге чейин катышына жетүүгө мүмкүндүк берет.
REBCOго негизделген өткөргүч материалдар плазманы башкарууну жеңилдеткен күчтүү магнит талаасын камсыз кылат: талаа канчалык күчтүү болсо, ядронун жана плазманын көлөмү ошончолук аз болот. Натыйжада кичинекей биригүү реактору заманбап чоң реактордукундай энергия өндүрө алат. Ошол эле учурда, компакт -агрегатты куруу жана андан кийин иштетүү оңой болот.
Термоядролук реактордун эффективдүүлүгү өтө өткөргүч магниттердин күчүнө түздөн -түз көз каранды экенин түшүнүү керек. Жаңы магниттер токочтун учурдагы түзүлүшүндө да колдонулушу мүмкүн, алар өзөгү пончик түрүндө болот. Мындан тышкары дагы бир катар жаңычылдыктар болушу мүмкүн. Белгилей кетүүчү нерсе, учурда Францияда, Марселдин жанында курулуп жаткан, 40 миллиард долларга жакын ири эксперименталдык токамак ITER суперөткөргүчтөр тармагындагы прогрессти эске алган эмес, антпесе бул реактор жарым өлчөмдө болмок жаратуучуларга алда канча арзан жана тезирээк курулмак. Бирок, ITERге жаңы магниттерди орнотуу мүмкүнчүлүгү бар жана бул келечекте анын кубаттуулугун кыйла жогорулатат.
Магнит талаасынын күчү башкарылуучу термоядролук синтезде негизги ролду ойнойт. Бул күчтү бир эле убакта 16 эсе көбөйтүү биригүү реакциясынын күчүн жогорулатат. Тилекке каршы, жаңы REBCO суперөткөргүчтөрү магнит талаасынын күчүн эки эсе көбөйтө алышпайт, бирок алар дагы эле синтез реакциясынын күчүн 10 эсе көбөйтө алышат, бул дагы эң сонун натыйжа. Профессор Деннис Уайттын айтымында, болжол менен 100 миң кишини электр энергиясы менен камсыздай ала турган термоядролук реактор болжол менен 5 жылдын ичинде курулушу мүмкүн. Буга азыр ишенүү кыйын, бирок глобалдык жылуулук процессин токтото ала турган энергиядагы доордук жетишкендик салыштырмалуу тез, дээрлик бүгүнкү күндө ишке ашышы мүмкүн. Ошол эле учурда, MIT бул жолу 10 жыл тамаша эмес, биринчи ыкчам токамактардын пайда болушунун чыныгы датасы экенине ишенет.
