Термоядролық энергия үшін әлемдік жарыс: Қытай, АҚШ және ITER

Алайда, барлық перспективаларға қарамастан, Жердегі басқарылатын термоядролық реакцияны құру - қазіргі ғылымның ең күрделі міндеттерінің бірі. Оны шешу үшін әлемдегі ең ірі елдер арасында басқарылатын синтезде серпіліс жасауға бағытталған нақты жарыс басталды.

Бұл жарысқа қатысушылардың бірі - коммерциялық тұрғыдан тиімді термоядролық реакторларды құруға белсенді түрде ұмтылатын Қытай. Қытайдың Burning Plasma Experiment Superconducting Tokamak (BEST) жобасы — бұл Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) қытайлық токамактардың алғашқы генерациясы мен Chinese Fusion Engineering Test Reactor (CFETR) болашақ көрсету реакторының арасындағы аралық кезең.

BEST жобасын 2027 жылы оң энергия теңгеріміне алғашқы шығуды көрсете отырып, іске қосу жоспарланды. Бұл реактор реакцияны ұстап тұру үшін тұтынғаннан көп энергия өндіре алатынын білдіреді. Commonwealth Fusion Systems әзірлеген ең ірі американдық SPARC жобасы осындай нәтижелерге қол жеткізуді жоспарлап отыр, бұл Қытай мен АҚШ арасындағы бәсекелестікті одан да шиеленістіре түсетінін айта кету керек.

Қытайлық ілгеріліс аясында АҚШ-та бір орында тұрған жоқ. Остиндегі Техас университетінің, Лос-Аламос Ұлттық зертханасының және Type Energy Group американдық ғалымдары симметрия теориясын қолдана отырып, токамактарды жобалауда үлкен жетістіктерге жетті. Бұл жаңа әдіс плазманы ұстап тұру үшін магниттік жүйелерді дәстүрлі әдістерге қарағанда 10 есе жылдам жасауға мүмкіндік береді.

Басқарылатын синтездегі басты мәселе — бұл энергияны жоғалтпау үшін өте ыстық плазманы жабық кеңістікте ұстау. Қытай және басқа елдер бұл мәселені қуатты асқын өткізгіш магниттер арқылы шешеді.

Ондаған жылдар бойы термоядролық энергетикадағы басты қиындықтардың бірі - плазманы жоғары температура мен тығыздықта ұстау мәселесі. Бұл күрделі есептеулер мен күшті магнит өрістерін талап етті. Алайда, тіпті ең озық магниттік жүйелер де энергияның жоғалуына және плазманың салқындауына әкелетін жоғары энергиялы альфа бөлшектерінің жылыстауына жол бермеді.

Осылайша, АҚШ тек қуып жетіп қана қоймай, Қытайды термоядролық энергетикалық жарыста басып озуға тырысады. Жаңа тәсіл инженерлерге сенімдірек және тиімдірек токамактар жасауға мүмкіндік береді, бұл алғашқы коммерциялық реакторларды құруға едәуір жақындатады.

Қытай мен АҚШ өздерінің ұлттық жобаларын дамытып жатқанда, халықаралық қауымдастық тарихтағы ең ірі энергетикалық жобаны — Францияда салынып жатқан ITER-ді жүзеге асыру үшін бірікті. Бұл жобаға Қытай, АҚШ, Ресей, Еуропалық Одақ елдері, Жапония, Үндістан және Корея сияқты 30-дан астам ел қатысады.

2025 жылы ITER маңызды кезеңге жетті: әлемдегі ең ірі асқын өткізгіш магнит — орталық электромагниттің құрылысы аяқталды. Бұл магнит тіпті авиатасымалдағышты көтере алатындай күшті. Ол реактордың жүрегі болады, плазманы Күн ядросынан он есе ыстық - 150 миллион градус Цельсий температурасында ұстайды.

ITER жобасы ғылыми зерттеулерді ілгерілетіп қана қоймай, сондай-ақ қауіпсіз және іс жүзінде сарқылмайтын энергия көзін құрудың ортақ мақсатына қол жеткізу үшін жаһандық ынтымақтастықты бейнелейді. ITER жетістікке жетуі елдердің энергетикалық қауіпсіздік және климаттың өзгеруі сияқты жаһандық сын-қатерлерді шешу үшін біріге алатынының дәлелі болады.

Термоядролық энергия үшін жаһандық жарысының қарқыны үлдей түсті: BEST өршіл жобасымен Қытай, революциялық симметрия теориясымен АҚШ және әлемдегі ең ірі елдердің күш-жігерін біріктіретін халықаралық ITER жобасы. Бұл жарыста тек энергетикалық көшбасшылыққа ғана емес, сондай-ақ жаһандық энергетикалық қауіпсіздік, климаттың тұрақтылығы пен экономикалық дамуға да бәс тігілді.

Қазақстан үшін термоядролық энергетиканы дамыту үлкен перспективалар ашады. Әлемдегі ең ірі уран өндірушілердің бірі болып табылатын ел өзінің ядролық энергетикасын белсенді дамытып жатыр. Атом энергетикасын дамыту елдің термоядролық энергетикасын құруда келесі қадам жасауға мүмкіндік беретін ғылыми-техникалық әлеуетті құруға мүмкіндік береді. Бұл елдің энергетикалық қауіпсіздігін нығайтып қана қоймай, сондай-ақ болашақтың көміртектен кейінгі экономикасында жетекші орынға ие болуға мүмкіндік береді.