Джерело енергії термоядерного процесу
Т - 10 і PLT— наступний крок у світових термоядерних дослідженнях, вони майже однакового розміру, рівної потужності, з однаковим фактором утримання. І отримані результати ідентичні: на обох реакторах досягнута заповітна температура термоядерного синтезу, а відставання за критерієм Лоусона — всього у двісті разів. Не треба дивуватися цьому начебто легковажному “всього”: насправді в ті роки і такий результат був успіхом.
JET (Joint Europeus Tor) — самий великий у світі токомак, створений організацією Євратом у Великобританії. У ньому використаний комбінований нагрівання: 20 Мвт — нейтральна інжекція, 32 Мвт — іонно-циклотронний
резонанс. У підсумку критерій Лоусона лише в 4-5 разів нижче рівня запалювання.
Т - 15 — реактор сьогоднішнього дня зі зверхпровідним соленоїдом, що дає поле напруженістю 3,5 Тл. На жаль, настільки важливий для розвитку наших робіт з термоядерним реактором є самим “молодшим” у своєму поколінні, явно відстаючи від останніх закордонних. Таке відставання — розплата за негнучкість нашої промисловості і проектних організацій, отчого кожна нова установка ставати “довгобудом”.
TFTR (Test Fusion Tokamak Reactor) — найбільший токамак США (у Прінстонському університеті) з додатковим нагріванням швидкими нейтральними частками. Досягнуть високий результат: критерій Лоусона при істинно термоядерній температурі усього в 5,5 рази нижче порога запалювання.
Як видно з короткого огляду, немає сумнівів, що найближчим часом можна очікувати “запалювання” термоядерної реакції в земних умовах на суміші газів дейтерію і тритію.
4. Ядерний синтез завтра
“На завтра” планується насамперед створення наступного покоління токамаків, у яких можна досягти синтезу, що самопідтримується. З цією метою в ІАЕ імені І.В.Курчатова і НДІ електрофізичної апаратури імені Д.В.Єфремова розробляється Досвідчений термоядерний реактор (ОТР).
В ОТР ставиться метою самопідтримка реакції на такому рівні, щоб відношення корисного виходу енергії до витраченого (позначається Q ) було чи більше принаймні дорівнює одиниці: Q=1. Це умова — серйозний етап відпрацьовування всіх елементів системи на шляху створення комерційного реактора з Q=5. За наявними оцінками, лише при цьому значенні Q досягається самооплатність термоядерного енергоисточника, коли окупаються витрати на всі обслуговуючі процеси, включаючи і соціально-побутові витрати. А поки що на американському TFTR досягнуте значення Q=0,2-0,4.Існують також і інші проблеми. Наприклад, перша стінка — тобто оболонка тороїдальної вакуумної камери — сама напружена, буквально багатостраждальна частина всієї конструкції. В ОТР її обсяг приблизно 300 м3, а площа поверхні близько 400 м2. Стінка повинна бути досить міцної, щоб протистояти атмосферному тиску і механічним силам, що виникають від магнітного полючи, і досить тонкої, щоб без помірного перепаду температур відводити теплові потоки від плазми до води, що циркулює на зовнішній стороні тороіда. Її оптимальна товщина 2 мм. Як матеріали обрано аустенітні сталі або нікелеві і титанові сплави.
Планується установка Євратомом NET (Next Europeus Tor), багато в чому схожим з ОТР, це наступне покоління токомаків після JET і Т-15.
NET передбачається спорудити в плині 1994-1999 років. Перший етап досліджень планується провести за 3-4 року.
Говорять і про наступне поколінні після NET — це вже “дійсний” термоядерний реактор, умовно названий DEMO. Утім, не всі поки ясно навіть і з NET, оскільки є плани спорудження декількох міжнародних установок.
Висновок
Ми простежили термоядерний синтез “завтра” до кінця XX і навіть до початку XXI століття.
Тут уже багато чого заплановано і визначено. Таке передбачуване “завтра”, видимо, скінчиться з пуском “сьогодення” реактора. А що далі — це вже багато в чому з області фантастики.