Токамак позволяет поддерживать протекание управляемого термоядерного синтеза — процесса, способного решить проблему доступной и практически неисчерпаемой энергии для нужд человечества.

За годы термоядерных разработок в нашей стране появились уникальные установки, включая токамак Т-3, способный разогревать используемое в синтезе сырье до более чем 11 млн. градусов по Цельсию. Также был запущен токамак Т-семь, в устройстве которого впервые в мире применялась особая магнитная система, и ультрасовременная модификация Т-15 МД, запущенная в 2021 году.

Перспективы развития технологии токамаков, над которой человечество работает уже не один десяток лет, поражают. Прорыв в этой области исследований, особое место в которых занимает наша страна, станет революцией в энергетической отрасли по всему миру.

Краткая история создания и устройство токамаков

Токамак — это термоядерный реактор особого типа. Он имеет тороидальную форму и позволяет достигать условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза, а именно удержания плазмы на стенках установки.

Идея создания некоего устройства, способного поддержать проведение управляемого термоядерного синтеза на объектах промышленности, родилась в середине двадцатого столетия. Ее предложил отечественный ученый-физик Олег Лаврентьев. Затем тезисы новатора были переработаны Андреем Сахаровым и Игорем Таммом, именно они заговорили о преимуществах использования тороидальной формы для плазмы и магнитного поля, способного ее удержать для осуществления реакции.

Первый токамак был построен в 1954 году. Со временем система подверглась модернизации и сегодня именно токамак принято считать одной из наиболее эффективных установок для проведения управляемого термоядерного синтеза.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ

Сам термин «токамак»‎ появился в 1957 году — позднее, чем возникла идея создания уникального устройства и даже позднее, чем оно было создано. Его предложил физик Игорь Головин. Интересно, что изначально установка называлась «токамагом»‎ (писалась через букву «г»‎) и расшифровывалась как «тороидальная камера магнитная»‎. Позднее «г»‎ заменили на «к»‎ для лучшего звучания слова, в таком виде оно и получил распространение по всему миру.

Наша страна значительно опередила все прочие государства в развитии данной технологии. До 1968 года токамаки применялись только в СССР. В конце 60-х годов страну посетили британские ученые. После того, как они изучили работу нового устройства и вернулись обратно с собранными данными, весь мир охватил настоящая «токамакамания»‎. Примечательно, что в середине 50-х годов, почти одновременно с отечественными физиками, похожие исследования проводили американцы, но по каким-то причинам их проект оказался заморожен вплоть до 70-х годов.

Самые известные в мире российские токамаки:

— Т-3 — первая в мире функциональная установка. В конце 60-х годов она продемонстрировала уникальные результаты, разогрев используемое в синтезе сырье до невероятных 11,6 млн градусов по Цельсию — именно эти показатели впечатлили делегацию из Великобритании перед тем, как технология распространилась по всему земному шару. Позднее в нашей стране был представлен модернизированный вариант этого устройства — увеличенный в размерах Т-4;

— Т-7 — этот токамак вошел в историю, став первой в мире установкой, которая успешно применила уникальную магнитную систему, использующую соленоид с проводниками из сплава ниобия с оловом, который охлаждался при помощи жидкого гелия. Это устройство стало отправной точкой в развитии нового поколения токамаков;

— Т-15 — эта установка легла в основу ультрасовременного токамака Т-15 МД. Эта модификация была запущена в нашей стране в 2021 году;

-.Глобус-М2 — тоже современный российский токамак, начавший работу в 2018 году. Он был создан на базе Глобуса-М, первой в нашей стране сферической установки.

Перспективы развития токамаков и преимущества технологии

Дальнейшие исследования в области термоядерного синтеза, проводимые при помощи современных токамаков, все быстрее приближают человечество к созданию технологии стабильного термоядерного синтеза.

Одним из главных ее преимуществ является неограниченность в плане источников топлива. Основные используемые компоненты — дейтерий и триций — являются легко восполняемыми. Это означает, что человечество не будет зависеть от ограниченных и обеспеченных определенными географическими факторами ресурсов.

Термоядерная энергия не создает выбросов парниковых газов или других вредных веществ. Когда ядра легких элементов сливаются, основным побочным продуктом является гелий, который не является опасным. Кроме того, реакторы при термоядерном синтезе могут функционировать почти без отходов, что существенно снижает экологическое воздействие на окружающую среду.

Энергия, высвобождающаяся в ходе термоядерной реакции, очень высокая. Оценивается, что одна стандартная реакция может высвободить в сотни раз больше, чем обычные химические реакции. Это означает, что при использовании термоядерного синтеза можно получить значительное преимущество в эффективности по сравнению с традиционными источниками.

Научные исследования в этой области продолжаются. Если удастся создать работающий термоядерный реактор, это может стать революцией в энергетической отрасли. Человечество получит доступ к безграничному источнику энергии, который сможет удовлетворить потребности всего мира, улучшив качество жизни людей на планете.