"Почему в Англии термояд не горит во время футбола?"
Научный сотрудник Института прикладной физики РАН, лауреат конкурса научно-популярных блогов Артем Коржиманов – о термоядерной энергетике, футболе, любви англичан к чаю и их неожиданной связи между собой
Небольшое помещение, обставленное аппаратурой, светящиеся графиками мониторы, блестящие тумблеры панелей и телефоны прямой связи. Два человека в белых халатах прильнули к экрану небольшого телевизора. Это центр управления крупнейшего действующего термоядерного реактора JET, расположенного в графстве Оксфордшир, в самом сердце родины футбола Англии.
Двое у экрана – сотрудники Управления атомной энергетики Великобритании, в обязанности которых входит следить по многочисленным графикам за тем, как горит неспокойная плазма в подведомственном им токамаке – огромной, радиусом более метра, трубе, замкнутой в кольцо. Простые в конструкции, но очень эффективные токамаки были придуманы за полвека до этого в Советском Союзе и с тех пор активно применяются исследователями, работающими над одной из самых сложных научно-технических проблем нашего времени – укрощением энергии, питающей Солнце. Эта энергия, называемая термоядерной, выделяется при слиянии атомов водорода. Ее уже довольно давно удалось использовать в бомбах, но построить на их основе электростанцию не получилось до сих пор, несмотря на значительные усилия и потраченные средства. Виной всему капризный характер и чрезвычайно высокая температура горячей плазмы, в которой и должна, по задумке, выделяться невиданная по мощи энергия.
Но сегодня экспериментальный реактор JET не работает, и плазма в токамаке отсутствует. Причиной тому трансляция полуфинального матча чемпионата мира по футболу, приковавшая внимание двух ученых к экрану. И дело, конечно, не в том, что, как, возможно, некоторые успели подумать, обслуживающие реактор сотрудники предпочли своим прямым обязанностям полтора часа любимой игры. Просто JET во время футбольных матчей предписано выключать, и виноват в этом не сам футбол, а… чай, который согласно устоявшемуся стереотипу так любят на Туманном Альбионе.
JET – это огромная установка, потребляющая при включении сотни мегаватт, больше одного процента всей мощности энергопотребления Великобритании. Если одновременно с реактором к сети подключится еще что-то сравнимое, то это может привести к фатальным последствиям: сеть просто не выдержит скачка, и миллионы людей и сотни производств лишатся электричества. А во время футбольных трансляций обязательно случается 15-минутный перерыв, и телезрители как один встают, идут на кухню и заваривают себе чай. И если этих телезрителей, как в случае решающих матчей мундиаля, миллионы, то к сети одновременно подключаются миллионы электрических чайников. Правда, еще больший скачок мощности, видимо, дают не они, а электродвигатели насосных станций, которые делают водозабор для британских домохозяйств. Ведь перед включением в электрочайник надо налить воды, которую в Англии набирают прямо из-под крана, что заметно увеличивает нагрузку на насосы. Вот почему во время трансляции футбольных матчей и популярных телешоу реактор всегда останавливается.
Поэтому-то во время чемпионата мира, проходившего в прошлом году в Бразилии, крупнейший в мире токамак чаще простаивал, чем работал, несмотря на то что работа, которая сейчас на нем ведется, имеет огромное значение для всей будущей термоядерной энергетики. Дело в том, что уже несколько лет полным ходом идет строительство наследника JET – Международного экспериментального термоядерного реактора, больше известного как ITER. Именно на нем впервые в истории человечества термояд даст больше энергии, чем необходимо на его зажигание и поддержание, то есть станет энергетически выгодным. До этого, правда, еще далеко. Первая плазма зажжется не раньше 2020 года, а на расчетную мощность реактор выйдет не раньше 2027 года.
Предварительно, однако, требуется провести большое количество черновой работы. Именно ею и заняты сейчас на JET. Одно из направлений – это работа с главным компонентом термоядерного горючего тритием. Тритий – это одна из трех разновидностей (ученые называют их изотопами) водорода. И это единственный изотоп, который радиоактивен. Именно по этой причине с ним практически никто не работал и не работает, заменяя на более безопасный аналог – дейтерий, на котором, правда, полноценного реактора пока что построить нельзя.
JET – одно из немногих мест, где с тритием работали, и работали успешно. Было это, правда, уже почти 20 лет назад, и сейчас те технологии необходимо восстановить и актуализировать. Эти наработки затем будут использованы уже в ITER.
ITER – крупнейший научно-технический проект современности, в его создании участвуют почти два десятка стран, и JET – лишь небольшая часть этого огромного консорциума. Тысячи лучших умов всего мира объединились, чтобы сделать то, что никому еще не удавалось: создать частичку Солнца на Земле. И если говорят, что футбол объединяет людей, то термояд объединяет нас как минимум не меньше.
Двое у экрана – сотрудники Управления атомной энергетики Великобритании, в обязанности которых входит следить по многочисленным графикам за тем, как горит неспокойная плазма в подведомственном им токамаке – огромной, радиусом более метра, трубе, замкнутой в кольцо. Простые в конструкции, но очень эффективные токамаки были придуманы за полвека до этого в Советском Союзе и с тех пор активно применяются исследователями, работающими над одной из самых сложных научно-технических проблем нашего времени – укрощением энергии, питающей Солнце. Эта энергия, называемая термоядерной, выделяется при слиянии атомов водорода. Ее уже довольно давно удалось использовать в бомбах, но построить на их основе электростанцию не получилось до сих пор, несмотря на значительные усилия и потраченные средства. Виной всему капризный характер и чрезвычайно высокая температура горячей плазмы, в которой и должна, по задумке, выделяться невиданная по мощи энергия.
Но сегодня экспериментальный реактор JET не работает, и плазма в токамаке отсутствует. Причиной тому трансляция полуфинального матча чемпионата мира по футболу, приковавшая внимание двух ученых к экрану. И дело, конечно, не в том, что, как, возможно, некоторые успели подумать, обслуживающие реактор сотрудники предпочли своим прямым обязанностям полтора часа любимой игры. Просто JET во время футбольных матчей предписано выключать, и виноват в этом не сам футбол, а… чай, который согласно устоявшемуся стереотипу так любят на Туманном Альбионе.
JET – это огромная установка, потребляющая при включении сотни мегаватт, больше одного процента всей мощности энергопотребления Великобритании. Если одновременно с реактором к сети подключится еще что-то сравнимое, то это может привести к фатальным последствиям: сеть просто не выдержит скачка, и миллионы людей и сотни производств лишатся электричества. А во время футбольных трансляций обязательно случается 15-минутный перерыв, и телезрители как один встают, идут на кухню и заваривают себе чай. И если этих телезрителей, как в случае решающих матчей мундиаля, миллионы, то к сети одновременно подключаются миллионы электрических чайников. Правда, еще больший скачок мощности, видимо, дают не они, а электродвигатели насосных станций, которые делают водозабор для британских домохозяйств. Ведь перед включением в электрочайник надо налить воды, которую в Англии набирают прямо из-под крана, что заметно увеличивает нагрузку на насосы. Вот почему во время трансляции футбольных матчей и популярных телешоу реактор всегда останавливается.
Поэтому-то во время чемпионата мира, проходившего в прошлом году в Бразилии, крупнейший в мире токамак чаще простаивал, чем работал, несмотря на то что работа, которая сейчас на нем ведется, имеет огромное значение для всей будущей термоядерной энергетики. Дело в том, что уже несколько лет полным ходом идет строительство наследника JET – Международного экспериментального термоядерного реактора, больше известного как ITER. Именно на нем впервые в истории человечества термояд даст больше энергии, чем необходимо на его зажигание и поддержание, то есть станет энергетически выгодным. До этого, правда, еще далеко. Первая плазма зажжется не раньше 2020 года, а на расчетную мощность реактор выйдет не раньше 2027 года.
Предварительно, однако, требуется провести большое количество черновой работы. Именно ею и заняты сейчас на JET. Одно из направлений – это работа с главным компонентом термоядерного горючего тритием. Тритий – это одна из трех разновидностей (ученые называют их изотопами) водорода. И это единственный изотоп, который радиоактивен. Именно по этой причине с ним практически никто не работал и не работает, заменяя на более безопасный аналог – дейтерий, на котором, правда, полноценного реактора пока что построить нельзя.
JET – одно из немногих мест, где с тритием работали, и работали успешно. Было это, правда, уже почти 20 лет назад, и сейчас те технологии необходимо восстановить и актуализировать. Эти наработки затем будут использованы уже в ITER.
ITER – крупнейший научно-технический проект современности, в его создании участвуют почти два десятка стран, и JET – лишь небольшая часть этого огромного консорциума. Тысячи лучших умов всего мира объединились, чтобы сделать то, что никому еще не удавалось: создать частичку Солнца на Земле. И если говорят, что футбол объединяет людей, то термояд объединяет нас как минимум не меньше.
