Energia termonucleare: stato e prospettive

L'articolo discute i motivi per cui, fino ad ora, la fusione termonucleare controllata non ha trovato applicazione industriale.

Quando negli anni cinquanta del secolo scorso, potenti esplosioni hanno scosso la Terra bombe a fusionesembrava prima dell'uso pacifico energia di fusione nucleare rimane ben poco: uno o due decenni. C'erano ragioni per tale ottimismo: sono passati solo 10 anni dal momento in cui la bomba atomica è stata utilizzata fino alla creazione del reattore che ha generato elettricità.

Ma il compito di frenare la fusione nucleare si è rivelato insolitamente complesso. I decenni passarono uno dopo l'altro e l'accesso a riserve energetiche illimitate non fu mai ottenuto. Durante questo periodo, l'umanità, bruciando risorse fossili, ha inquinato l'atmosfera con emissioni e l'ha surriscaldata con gas serra. I disastri di Chernobyl e Fukushima-1 screditarono l'energia nucleare.

Cosa ci ha impedito di padroneggiare un processo di fusione così promettente e sicuro, che potrebbe rimuovere per sempre il problema di fornire energia all'umanità?

Inizialmente, era chiaro che per avere luogo la reazione, era necessario riunire i nuclei di idrogeno così strettamente che le forze nucleari potevano formare il nucleo di un nuovo elemento - l'elio con il rilascio di una quantità significativa di energia. Ma i nuclei di idrogeno sono respinti l'uno dall'altro dalle forze elettriche. Una valutazione delle temperature e delle pressioni a cui inizia la reazione termonucleare controllata ha mostrato che nessun materiale può resistere a tali temperature.

Per le stesse ragioni, il deuterio puro, l'isotopo dell'idrogeno, è stato respinto. Avendo speso miliardi di dollari e decenni di tempo, gli scienziati sono stati finalmente in grado di accendere la fiamma termonucleare per un tempo molto breve. Resta da imparare a lungo come mantenere il plasma di fusione. Era necessario passare dalla modellazione al computer alla costruzione di un vero reattore.

In questa fase, è diventato chiaro che gli sforzi e le risorse di uno stato separato non sarebbero stati sufficienti per la costruzione e il funzionamento di impianti pilota e pilota. Nel quadro della cooperazione internazionale, è stato deciso di attuare un progetto di un reattore termonucleare sperimentale del valore di oltre $ 14 miliardi.

Ma nel 1996 gli Stati Uniti hanno cessato la propria partecipazione e, di conseguenza, il finanziamento del progetto. Per qualche tempo, l'implementazione è andata a spese del Canada, del Giappone e dell'Europa, ma non è mai arrivata alla costruzione del reattore.

Il secondo progetto, anche internazionale, è in fase di attuazione in Francia. Il confinamento del plasma a lungo termine si verifica a causa di una forma speciale del campo magnetico - sotto forma di una bottiglia. La base di questo metodo fu posta dai fisici sovietici. prima installazione di tipo "Tokamak" dovrebbe dare più energia all'uscita di quanto si spenda per accendere e trattenere il plasma.

Entro il 2012, l'installazione del reattore avrebbe dovuto essere completata, ma non ci sono informazioni sul corretto funzionamento. Forse lo sconvolgimento economico degli ultimi anni ha apportato modifiche ai piani degli scienziati.

Difficoltà nel raggiungere la fusione controllata ha generato molte speculazioni e false notizie sul cosiddetto Reazione di fusione termonucleare "fredda". Nonostante non siano state ancora trovate capacità fisiche o leggi, molti ricercatori ne rivendicano l'esistenza. Dopotutto, la posta in gioco è troppo alta: dai premi Nobel per gli scienziati al dominio geopolitico dello stato, che ha dominato tale tecnologia e ha ottenuto l'accesso all'abbondanza di energia.

Ma ogni messaggio del genere è esagerato o francamente falso. Scienziati seri riguardano l'esistenza di una reazione simile con lo scetticismo.

Le reali possibilità di padroneggiare la sintesi e l'inizio del funzionamento industriale dei reattori termonucleari sono ricondotte alla metà del 21 ° secolo. A questo punto, sarà possibile selezionare i materiali necessari ed elaborarne il funzionamento sicuro. Poiché tali reattori funzioneranno con plasma a densità molto bassa, sicurezza di fusione sarà molto più alto delle centrali nucleari.

Qualsiasi violazione nella zona di reazione "spegnerà" immediatamente la fiamma termonucleare. Ma le misure di sicurezza non devono essere trascurate: la capacità dell'unità dei reattori sarà così grande che un incidente anche nei circuiti di estrazione del calore può causare sia vittime che inquinamento ambientale. L'unica cosa rimasta è piccola: attendere 30-40 anni e vedere l'era dell'abbondanza di energia. Se sopravviviamo, ovviamente.

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Il principio del motore a combustione interna: la decomposizione dell'acqua in idrogeno-ossigeno, l'uscita è l'idrogeno come vettore energetico universale.