Управляемый термоядерный синтез

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Управляемый термоядерный синтез (УТС) — синтез более тяжёлых атомных ядер из более лёгких с целью получения энергии, который носит управляемый характер в отличие от взрывного термоядерного синтеза (используемого в термоядерном оружии). Управляемый термоядерный синтез отличается от традиционной ядерной энергетики тем, что в последней используется реакция распада, в ходе которой из тяжёлых ядер получаются более лёгкие ядра. Основные ядерные реакции, которые планируется использовать в целях осуществления управляемого термоядерного синтеза:

²H + ³H = ⁴He + n

и

²H + ²H = ⁴He.

УТС возможен при выполнении двух критериев:

• Температура плазмы:

• Соблюдение критерия Лоусона:

где - плотность высокотемпературной плазмы, - время удержания плазмы в системе.

В настоящее время управляемый термоядерный синтез ещё не осуществлён в промышленных масштабах. Строительство международного исследовательского реактора ITER находится в начальной стадии.

[править] Конструкция реактора

Рассматриваются две принципиальные схемы осуществления управляемого термоядерного синтеза.

1. Квазистационарные системы (). Нагрев и удержание плазмы осуществляется магнитным полем при относительно низком давлении и высокой температуре. Для этого применяются реакторы в виде токамаков, стеллараторов, зеркальных ловушек и торсатронов, которые отличаются конфигурацией магнитого поля. Реактор ITER имеет конфигурацию токамака.
2. Импульсные системы (). В таких системах УТС осуществляется путем кратковременного нагрева небольших мишеней, содержащих дейтерий и тритий, сверхмощными лазерными или ионными импульсами. Такое облучение вызывает последовательность термоядерных микровзрывов.

Исследования первого вида термоядерных реакторов существенно более развиты, чем второго.