Термоядерная энергетика

Энергопотребление и качество жизни в разных странах.

В современном индустриальном государстве энергетика, производящая электричество и тепло, является основой, вокруг которой формируется вся хозяйственная деятельность.

Экономика России характеризуется высокой энергоемкостью, в 2-3 раза превышающую удельную энергоемкость экономически развитых стран. В экономически развитых странах за последние два десятилетия наблюдается энергоэффективный экономический рост: на 1% прироста ВВП приходится менее 0,4% прироста потребления энергии. В результате средние мировые показатели энергоемкости ВВП уменьшились за 20 лет на 19%, а в экономически развитых странах - на 21-27%.

За тот же период в России энергоемкость ВВП увеличилась (с 1990 по 1998 гг. на 18%). Существующий потенциал энергосбережения в РФ составляет 360-430 млн. т.у.т. (39-47% от существующего энергопотребления). Примерно 30% этого потенциала сосредоточено в топливно-энергетическом комплексе, 35-37% в промышленности и 25-27% - в ЖКХ (Энергетическая стратегия …, 2003).

Термоядерный реактор – установка, где энергия получается за счёт управляемого термоядерного синтеза. В земных условиях наиболее подходящими для такой установки являются следующие реакции синтеза, осуществляемые изотопами водорода, дейтерием – ₁Н² и тритием – ₁Н³, (в скобках приведена освобождающаяся энергия):

₁Н² + ₁Н² → ₁Н³ + ₁Н¹ (4.03 МэВ),

₁Н² + ₁Н² → ₂Не³ + n (3.27 МэВ),

₁Н² + ₁Н³ → ₂Не⁴ + n (17.59 МэВ).

Реакции термоядерного синтеза могут проходить только при больших температурах Т>10⁶, чтобы скорость ядер была такой, что при столкновении им хватило энергии приблизиться друг к другу, чтобы заработали ядерные силы и произошла реакция. Удержать горячую плазму можно благодаря сильному магнитному полю. В специальных устройствах токамаках плазму могут удержать в форме бублика огромные мощные магниты.

Построить термоядерный реактор очень сложно, и очень дорого (15 млрд. евро). Для решения такой задачи объединились усилия ученых нескольких стран. ИТЭР — проект международного экспериментального термоядерного реактора. Задача заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерного реактора и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути. Доли участников распределяются следующим образом: Китай, Индия, Корея, Россия, США — каждая по 1/11 суммы; Япония — 2/11; ЕС — 4/11суммы.

В настоящее время проектирование реактора полностью закончено и выбрано место для его строительства — исследовательский центр Кадараш на юге Франции, в 60 км от Марселя. По планам он будет закончен к 2019 году и до 2037 на нем будут проводиться эксперименты. Если они будут успешными, то человечество будет обеспечено энергией на миллионы лет.

Дата добавления: 2014-01-14