Как космические технологии помогают строить термоядерный реактор
Инженеры, занимающиеся созданием нового термоядерного реактора, используют опыт, накопленный при строительстве ракет «Ариан-5», чтобы создать суперпрочные конструкции и справиться с условиями, которые примерно такие же как на Солнце. Технологии, применяемые при строительстве пусковых установок и спутников, оказались лучшим вариантом для производства колец, на которые впоследствии установят мощные магниты для сдерживания плазмы.
Международный Термоядерный Экспериментальный Реактор, или МТЭР, является крупнейшим устройством для генерирования электроэнергии и в настоящее время строится во Франции. Испанский производитель сейчас делает кольца, используя метод, который они довели до совершенства за два десятилетия работы с «Ариан-5», «Вегой», спутниками и МКС.
«Проблемы в МТЭР подобны тому, что происходит в космосе. В таком случае невозможно использовать традиционные материалы как металл, которые расширяются и сжимаются в зависимости от температуры, а также проводят электричество. Мы должны сделать специальный композиционный материал, суперпрочный и одновременно легкий, непроводящий и никогда не меняющий форму», – сообщила компания.
CASA Espacio постоянно занимается развитием технологий, позволяющих создать прочный, облегченный композитный материал. Он зарекомендовал себя, как идеальный для производства ракетных частей, потому что хорошо сохраняет свою форму и предлагает отличную надежность, способен выдержать условия, возникающие при запуске, а также суровую космическую среду на протяжении 15 лет.
Теперь инженеры использует подобную технологию, чтобы создать сложные конструкции для термоядерного реактора. Диаметром 5 м и поперечным сечением 30×30 см, компрессионные кольца МТЭР будут способны удержать гигантские магниты на определенном месте.
Термоядерный синтез – причина почему светит Солнце и звезды. Управление этим экстремальным процессом долгое время оставалось мечтой. Если бы человечеству удалось это сделать, то можно получить бесконечный источник энергии. Идя путем научного сотрудничества между Китаем, ЕС, Индией, Японией, Южной Кореей, Россией и США, человечество строит первый прототип экспериментального устройства, которое возможно откроет путь к его давней мечте.
Строительство предполагается завершить к 2019 году, первые испытания пройдут уже в 2020-ом. МТЭР способен генерировать 500 МВт энергии. Он призван продемонстрировать возможность непрерывного управляемого термоядерного синтеза и, впервые, подтвердить возможность производить больше энергии, чем требуется для поддержания своей работы. По сути это безопасный, экологически чистый, без радиоактивных отходов, способ получения энергии. Один килограмм топлива позволит выработать аналогичное количество энергии, как при использовании 10000 тонн угля.
В сердце МТЭР находится магнитная камера, 23 м в диаметре. В процессе работы будут нагреваться электрически заряженные газы до +150000000 по Цельсию. Более горячая, чем на Солнце, плазма немедленно бы испарила любое сооружение. Чтобы этого не произошло, гигантские электромагниты будут удерживать плазму на расстоянии от стенок, не допуская соприкосновения. Создание конструкции, которая способна выдержать эти мощные магниты, долгое время являлось большой технической проблемой.
Но это удалось CASA Espacio благодаря опыту работы в космической отрасли. После завершения работ, каждое кольцо выдержит 7000 тонн нагрузки.
