Группа экспертов Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) завершила пятидневный визит в Узбекистан, в ходе которого проводился анализ безопасности строительства первой в стране атомной электростанции, сообщает пресс-служба МАГАТЭ.

Миссия по оценке проектирования площадки с учетом внешних событий (SEED) проходила с 16 по 20 января. Она включала обзор методов сбора данных на площадке и выявление внешних опасностей, которые необходимо учитывать в связи со строительством блоков ВВЭР-1200.

«Миссия пришла к выводу, что Узбекистан провел объективный анализ характеристик площадки для строительства АЭС, при котором особое внимание уделялось безопасности персонала, местного населения и окружающей среды в соответствии со стандартами безопасности МАГАТЭ», – сказал руководитель миссии Айхан Алтиньоллар.

В состав миссии входили эксперты из Франции, Турции и Великобритании, а также два сотрудника МАГАТЭ. Они провели интервью со старшими сотрудниками Агентства по развитию атомной энергетики Узбекистана («Узатом») и соответствующих технических агентств, а также совершили однодневный визит на выбранную площадку.

Миссия МАГАТЭ рекомендовала «Узатому» структурировать существующие данные и собрать дополнительные данные, необходимые в соответствии со стандартом безопасности МАГАТЭ SSR-1; определить и выбрать возможные инженерные меры для обеспечения охлаждения АЭС и защиты площадки от внешних воздействий; завершить предварительный отчет по анализу безопасности.

Окончательный отчет миссии будет представлен правительству Узбекистана в течение трех месяцев.

Источник: https://newshub.uz/archives/12564

На груди Железного Человека из серии известных комиксов работает миниатюрный термоядерный реактор: энергии на полеты за атмосферу ему хватает, а вот правдоподобности — нет. В реальности ученые всего мира не могут построить реактор для управляемого термоядерного синтеза даже высотой в несколько этажей. Что им мешает, если на Солнце «реактор» получился сам собой, и как скоро может наступить будущее термоядерной энергетики — разбиралась «Энергия+».

Солнце — гигантский термоядерный котел. Несколько миллиардов лет оно питает теплом и светом все живое на Земле. Наш желтый карлик светит и греет из-за постоянного слияния ядер водорода — этот процесс называется термоядерным синтезом. Сливаясь, атомы теряют часть своей массы, которая высвобождается в виде энергии. Это описывается знаменитым уравнением Эйнштейна E=mc2, согласно которому масса может превращаться в энергию и наоборот.

В результате столкновения ядер водорода возникает ядро более массивного химического элемента — гелия. Выделившаяся при этом энергия в шесть раз выше, чем в ходе реакции деления ядра урана, самого тяжелого долгоживущего (время, за которое половина ядер урана распадется на другие элементы, исчисляется миллиардами лет) элемента в природе. Именно реакция деления урана — источник энергии в реакторах современных атомных электростанций. Осуществить управляемую реакцию деления в первом промышленном реакторе удалось в середине XX века. С тех пор силы физиков-ядерщиков направлены на создание устройства, которое позволило бы управлять и термоядерным синтезом.

Для реакции управляемого синтеза нужны особые ядра водорода с дополнительными нейтронами, которые называются изотопами, — это дейтерий и тритий. Дейтерий стабилен, и его можно найти в морской воде. Тритий же — более редкий изотоп, который выделяют на атомных реакторах при получении лития. Заменить тритий может стабильный изотоп гелий-3. Добывать его так же трудно, но огромные залежи можно найти в грунте на поверхности Луны. Если технологии позволят недорого получать гелий-3 из лунной пыли, то этого будет достаточно для энергоснабжения всей планеты на тысячи лет. Останется лишь построить нужный реактор (токамак).

Реакция термоядерного синтеза (слияния двух легких ядер в одно более тяжелое), в ходе которой высвобождается колоссальное количество энергии

ПОЧЕМУ СЛОЖНО ПОСТРОИТЬ РЕАКТОР ДЛЯ СИНТЕЗА

Атомы всех окружающих нас веществ состоят из ядра и электронной оболочки. Ядра заряжены положительно, поэтому, согласно закону Кулона, они отталкиваются. Чтобы соединиться, им нужно преодолеть кулоновский барьер и сблизиться на расстояние действия ядерных сил — 10-15 метра (один метр, деленный на единицу с пятнадцатью нулями). Для этого необходима огромная энергия, которую можно получить в виде тепла. Солнечный климат для этого идеален, температура внутри звезды достигает экстремальных величин — 15 миллионов градусов. Вещество при такой температуре переходит в состояние плазмы, работать с которой в земных условиях не так-то просто.

Плазма считается четвертым агрегатным состоянием вещества. Если нагреть твердое вещество, оно становится сначала жидким, затем газообразным и, наконец, — плазмой. При температуре в десятки тысяч градусов атомы газа теряют свои электроны и превращаются в ионы — свободные электрические заряды. Такой газ называется ионизованным и является средой, проводящей электрический ток. В естественных условиях Земли плазма встречается в виде разрядов молний или в магнитосфере планеты при полярном сиянии. В космосе она буквально повсюду: материя в межгалактическом пространстве существует именно в плазменной форме. Солнце и звезды тоже являются сгустками сильно нагретой плазмы.

Вещество в состоянии плазмы видел каждый, когда в небе сверкала молния, а вот удержать и сжать такое вещество — задачка не из легких, но ее необходимо решить для реализации управляемого термоядерного синтеза на Земле

Удержать плазму внутри построенных человеком установок тяжело — нагреваясь до миллионов градусов, она плавит даже самое прочное покрытие. Поэтому стенки камер реактора для управляемого синтеза не должны соприкасаться с плазмой. Другое важное условие использования плазмы — сжатие. Если не сжимать разогретую плазму со всех сторон равномерно, она выскользнет, остынет, и реакции в ней прекратятся.

Плазма подобна надутому воздушному шарику — как бы равномерно вы ни надавливали на него, шар всегда будет просачиваться через пространство между пальцами. Солнечная плазма не разлетается по всему космосу из-за огромной массы звезды — ее гравитационное давление постоянно сжимает ядра атомов вместе. Масса Земли в 330 тысяч раз меньше, поэтому создать подобное давление на нашей планете невероятно трудно. Каждый раз, когда ученые пытались сжать плазму в реакторе, она выплескивалась наружу.

КАК ПРИЧЕСАТЬ ЕЖА, ИЛИ ПОПЫТКИ УДЕРЖАТЬ ПЛАЗМУ

К решению задачи удержания плазмы вплотную подошли советские ученые Института им. Курчатова в 1950-х. В магнитной ловушке, созданной под руководством академиков Андрея Сахарова и Игоря Тамма, горячая смесь дейтерия и трития удерживалась с помощью магнитного поля и не касалась стенок реактора. Эта экспериментальная установка c вакуумной камерой в форме бублика (тора) стала известна во всем мире под именем Токамак — тороидальная камера с магнитными катушками. В ней впервые удалось достичь температуры термоядерной реакции в 100 миллионов градусов — почти в 10 раз больше, чем внутри Солнца!

У любого термоядерного реактора типа токамака есть отверстие в центре. Объясняется это теоремой о причесывании ежа, согласно которой невозможно причесать свернувшегося клубком ежика так, чтобы ни одна его иголка не торчала наружу. Если придать плазме форму шара, то ее магнитное поле всегда будет иметь минимум одну выпадающую точку. С тором такой проблемы не возникнет, его можно гладко «причесать» по всей поверхности, причем разными способами.

Так выглядит изнутри тороидальная камера (токамак) для осуществления реакции синтеза

Прошло почти 70 лет, но токамак все еще остается самым перспективным типом термоядерных реакторов — практически у каждой развитой страны сегодня есть собственная тороидальная установка. Реакторы других форм создают для изучения свойств плазмы. Например, сферический токамак напоминает сплюснутый глобус и позволяет дольше удерживать плазму. А в стеллараторе, прозванном «мятым бубликом», магнитные катушки находятся снаружи тора, за счет чего он может работать без перерывов, в отличие от классического токамака.

Существуют и альтернативные виды реакторов, например установки на инерциальном удержании. На тритий-дейтериевую мишень размером с булавочную головку направляют больше сотни сверхмощных лазеров. Они нагревают мишень до сотен миллионов градусов и сжимают в тысячи раз, запуская термоядерную реакцию. Такую энергию, полученную лазерным синтезом, можно контролировать и использовать. Однако подобные реакторы работают в импульсном (непостоянном) режиме, поэтому вещество быстро разлетается и долго удерживать плазму не удается. Отдельная задача в том, чтобы сжать вещество абсолютно симметрично со всех сторон.

Наконец, даже если в реакторе удастся обеспечить нужную форму и плотность плазмы, потери энергии на это должны быть минимальны, чтобы термоядерная реакция была экономически выгодной. Это критерий Лоусона, который стал одной из главных целей управляемого термоядерного синтеза. Именно на выполнение этого условия нацелены современные экспериментальные мега-проекты термоядерного синтеза.

ОДИН РЕАКТОР НА 35 СТРАН

В 2010 году на юге Франции развернулась стройка исполинских масштабов. Здесь на базе исследовательского центра ядерной энергетики «Кадараш» создают международный термоядерный реактор – ITER (от латинского «путь»). Стоимость токамака ИТЭР оценивается в 20 миллиардов евро. Ни одно государство не может позволить себе запустить подобный проект самостоятельно, поэтому страны объединяют свои силы.

Вид с воздуха на установку ИТЭР — международную исследовательскую площадку для изучения свойств плазмы при реализации термоятерного синтеза

Вклад стран-участников не денежный, а технический. Практически у каждой из 35 стран есть собственные термоядерные мини-установки. Работа разделена по секторам будущего реактора, каждая из держав производит свою часть оборудования. Россия — один из главных участников: у наших ученых многолетний опыт использования токамаков.

ИТЭР будет весить 23 тысячи тонн (некоторые детали столь тяжелы, что пришлось усиливать дороги, ведущие к реактору), а по высоте, более 70 метров, он обгонит Спасскую башню. Объем плазмы, который надеются получить ученые, — 40 кубометров. Температура в мега-реакторе достигнет головокружительной отметки в 150 миллионов градусов. Чтобы добыть достаточное количество плазмы, магнитное поле в токамаке должно быть в 200 тысяч раз больше земного! Огромные сверхпроводящие магниты будут охлаждаться до экстремальной отметки в минус 269 градусов Цельсия. «Кадараш» станет самым горячим и самым холодным местом во Вселенной одновременно.

Завершить строительство ИТЭР планируют к концу 2025 года, тогда же ученые надеются получить первую плазму. Но запуск реактора не откроет эру управляемого термояда. ИТЭР — это прежде всего экспериментальная установка, призванная доказать, что человечество в принципе способно получать термоядерную энергию в промышленном масштабе.

Высота установки ИТЭР — более 70 метров

КОСТЮМ ТОНИ СТАРКА — БУДУЩЕЕ ИЛИ ФАНТАСТИКА?

Одна из необходимых особенностей современных токамаков — гигантские размеры. Чем меньше реактор, тем больше плазмы выделяется в процессе диффузии, и тем менее эффективно он работает. Поэтому о миниатюрных термоядерных реакторах в стиле костюма Железного Человека в ближайшем будущем мечтать не приходится. Однако сократить размеры токамаков может помочь искусственный интеллект (ИИ).

В 2022 году разработали алгоритм, способный создавать и контролировать плазму. ИИ прошел тесты на настоящем токамаке, где он управлял термоядерным синтезом. Если магнитными полями и плазмой внутри реактора получится управлять более тонко, его габариты можно будет уменьшить и использовать как в промышленности, так и в космосе.

ТОПЛИВО ДЛЯ ТЕРМОЯДА, БЕЗОПАСНОСТЬ И ПЕРСПЕКТИВЫ УПРАВЛЯЕМОГО СИНТЕЗА

У термоядерных реакторов мало общего с реакторами на атомных станциях. Если удержание плазмы прекратится, то она расширится и охладится, реакция остановится и не приведет к взрыву, хотя стенки термоядерного реактора разрушатся от взаимодействия с плазмой. В отличие от реакции деления, в процессе синтеза не образуются долгоживущие радиоактивные отходы. «Отходы» термоядерного синтеза — гелий и нейтроны, защиту от которых давно научились строить.

Управляемый синтез — это потенциально бесконечный источник энергии. Больше половины пути к его освоению пройдено, но до настоящего момента не удалось достичь баланса температуры, плотности и времени удержания плазмы на одном виде реакторов. Кроме того, неизвестно, окупится ли создание огромного реактора и сложной инфраструктуры на основе термоядерной энергетики. Все действующие сегодня установки убыточны. Технологиям на основе термоядерной энергетики еще предстоит пройти длинный путь, прежде чем их начнут использовать в промышленных масштабах.

Оригинал статьи и другие материалы читайте на сайте журнала Энергия+:
https://e-plus.media/

Рост демографической нагрузки повышает актуальность использования атомной энергетики и других альтернативных «зеленых» технологий в Узбекистане, считают эксперты Института прогнозирования и макроэкономических исследований (ИПМИ).

По прогнозам аналитиков, ожидаемая численность населения Узбекистана к 2035 году составит более 45,6 млн человек, а ежегодное число рождений в среднем составит 950-980 тыс. человек.

«Ожидаемый спрос на электроэнергию со стороны населения будет расти ежегодно на 5-5,3% в период до 2035 года. Для обеспечения возрастающего спроса как со стороны населения, так и экономики в целом потребуется уже к 2030 году увеличить энергетическую мощность не менее чем в 1,7 раза относительно существующего уровня», – отмечают в ИМПИ.

С учетом восполнения существующего дефицита, оцениваемого примерно в диапазоне 8-10% от потребности, спрос на электроэнергию со стороны возрастающего населения будет увеличиваться более высокими темпами в диапазоне 6,2-6,5% в период до 2035 года.

По оценкам экспертов, учитывая ожидаемый рост демографической нагрузки требуется разработка принципиально новых подходов в энергетике, включая возможность вовлечения интеграционного потенциала стран Центральной Азии в энергетической сфере, в том числе за счет опережающего развития сектора ВИЭ.

«Возрастает актуальность скорейшего встраивания национальной энергосистемы в параметры новой технологической платформы, основанной на использовании атомных, водородных и других альтернативных «зеленых» технологий», – подчеркивают в ИМПИ.

Эксперты рекомендуют проведение синхронизированных и поэтапных реформ, направленных на повышение эффективности использования энергетических, водных и земельных ресурсов, как факторов устойчивого обеспечения населения ресурсами в долгосрочной перспективе.

Ранее сообщалось, что Минэнерго Узбекистана и российская корпорация «Росатом» продолжают переговоры по оптимизации стоимости АЭС для Узбекистана. В качестве потенциальной площадки для строительства АЭС выбран участок в Фаришском районе Джизакской области рядом с озером Айдаркуль. В ходе визита в Узбекистан в декабре 2022 года премьер-министр России Михаил Мишустин призвал ускорить выполнение достигнутых договоренностей в рамках проекта по строительству атомной электростанции.

Источник: https://newshub.uz/archives/12529

Жарким крымским летом 1921 года восемнадцатилетний студент Таврического университета Гарик Курчатов работал сторожем в яблоневом саду на Каче. Ночью, лёжа на тёплой, до утра не остывающей земле, он разглядывал яркие звёзды, думал о близкой трудной осени и незаметно уходил в дрёму. Глухой стук упавшего яблока возвращал его думы, и опять всплывали перед главами лица Киры Синельникова, Поройкова, Володи и Мстислава Луценко и других ребят, с которыми они работали в физической лаборатории, – сколько часов они там просидели… Тёмное небо быстро светлело и утром становилось совсем бесцветным и бездонным.

Нельзя скапать, чтобы молодость Игоря Курчатова была переполнена особенными лишениями, но это была трудная молодость, голодная, в работе без передышки, в больших заботах и коротких развлечениях. Когда совершалась революция, ему было четырнадцать лет, и такая молодость была у всех его сверстников, у всех этих безвестных тогда мальчишек: Коли Семёнова, Пети Капицы, Левы Ландау, Серёжи Королева. Гарик Курчатов работал расклейщиком объявлений, воспитателем в детском доме, диспетчером в автоколонне, пильщиком дров, сторожем в кинотеатре. Этот послужной список был длинен и несерьёзен и мог характеризовать его как парня легкомысленного, если бы все эти пёстрые узоры его жизни не лежали на прочной основе: огромном желании, несмотря ни на какие трудности, получить образование. Получить вопреки всем обстоятельствам. Тут он был упорен и непреклонен.

Рассказывают, поднимался от учебников с чёрными бровями и ресницами: язычок коптилки в один вечер делал из него жгучего брюнета.

Летом 1923 года Курчатов защищает диплом, окончив четырёхлетний университетский курс за три года. Кажется, цель достигнута, но для него это лишь шаг к познанию самого себя. Да, физическая лаборатория – это интересно, но, возможно, есть и более интересные вещи. И он едет в чужой холодный Петроград, чтобы учиться на корабела. Его принимают сразу на 3-й курс кораблестроительного факультета Политехнического института. Это была пора бесконечных споров о будущем науки, о путях техники, пора удивительно романтических планов и вполне реалистического недоедания. Он жил тогда на восьмом этаже дома № 73/75 на улице Красных Зорь, на той самой улице Красных Зорь, где Алексей Толстой в те же самые холодные и голодные годы поселил великого романтика инженера Лося накануне его свидания с Аэлитой.

Курчатов любил Ленинград всю жизнь, любил, как любят города своей молодости. Здесь он учится и учил других, здесь он напечатал свою первую научную работу, здесь женился на сестре своего друга – Марине Дмитриевне Синельниковой, с которой прожил в мире и согласии тридцать три года и три дня. Несмотря на то что первая научная работа Игоря Васильевича была опубликована, когда он сотрудничал в Павловской магнитометеорологической обсерватории, что работал он и в гидрометеорологическом центре в Феодосии и совершенно самостоятельным специалистом был уже на кафедре физики Азербайджанского политехнического института, несмотря на всё это, физиком его сделал ленинградский физтех – «папа Иоффе». Работы Иоффе с кварцем, изучение механизма фотоэффекта, методика определения основных свойств полупроводников создали ему репутацию серьёзного физика. Его необыкновенный дар в определении свойств молодых исследователей, его безошибочная методика поиска талантов сделали его физиком с мировым именем, основателем славнейшей научной школы. Здесь, в стенах его физтеха, безвестные мальчики превращались в тех самых академиков, которых сегодня невозможно представить безвестными: А. П. Александров, А. И. Алиханов, Л. А. Арцимович, И. К. Кикоин, Л. Д. Ландау, А. И. Лейпунский, Н. Н. Семёнов, Ю. Б. Харитон, Я. И. Френкель и многие другие. И среди них – Игорь Курчатов.

Об Игоре Курчатове как о человеке одарённом и весьма перспективном заговорили в конце двадцатых годов, когда он открыл и исследовал сегнетоэлектрики. Казалось бы, он уже «нащупал своё дело», в 1930 году – в 27 лет – он уже заведующий физическим отделом Ленинградского физико-технического института, научная карьера его стремительна, всё идёт лучше некуда, но вдруг он бросает свои сегнетоэлектрики.

Он чувствует: главное призвание, или как там его назвать, то, ради чего родился ты на свет, ещё скрыто.

Как он мог знать тогда, что время работает на него?! Как мог поверить, что родился удивительно точно, не раньше, не позже?! Как мог понять он тогда, что станет первым в нашей стране учёным совершенно нового типа, склада, характера и практики работы? Никто до него не объединял в себе, вернее, не сплавлял в себе воедино и так нераздельно учёного, политика, государственного деятеля. Ни один физик до него не пользовался такой властью и не нёс такую ответственность. Подобно древним полководцам, он основал огромную империю. В отличие от древних времён она была построена не по воле одного человека, но по воле народа, и символом её был не меч, а щит. Это была «атомная империя». Атомной наукой Курчатов стал заниматься с 1932 года. Исследования, которые проводили он и его товарищи, были прерваны в июне 1941 года. Весь первый период войны Игорь Васильевич разрабатывает метод размагничивания боевых кораблей, борьбы с немецкими минами. Но уже с 1943 года, накануне избрания в академики, Курчатов начинает работы по овладению атомной энергией. Начинается главное дело его жизни. Создаются научные группы, лаборатории, институты. Строятся дома, корпуса, заводы, целые города. Возникают невиданные полигоны. Рождаются новые области науки, новые направления техники, новые отрасли промышленности.

Большой, широкий, быстрый, весёлый человек с неизменно жизнерадостным «физкультпривет», с озорным прозвищем Борода живёт жизнью, доселе неведомой людям науки: совещания в правительстве, консультации с маршалами, споры с министрами, грязь огромных стройплощадок, гул гигантских цехов… И страшная, натянутая утренняя тишина догорающего лета 1949 года, лопнувшая в миг рождения огромного, ярче солнца сверкающего шара атомного взрыва.

Меньше чем через четыре года – 12 августа 1953 года – первые в мире испытания термоядерного оружия покончили с многолетним атомным шантажом Америки: политика с позиции силы обессилела. Год спустя заработала в Обнинске периан и мире атомная электростанция – политика мира торжествовала. Перед ним стояла ещё одна заоблачная непокорённая вершина, которую он мечтал одолеть: термоядерная управляемая реакция.

Не успел. Последние годы тяжело болел: головокружения, отнималась то левая, то правая рука, но он не сдавался. Отлёживался и снова, хоронясь от врачей, начинал звонить по телефону, читать бумаги, собирать короткие совещания. Его дом, прозванный друзьями "хижиной лесника", стоял во дворе института под соснами, и иногда очень важные вопросы решались тут же, на садовой скамейке.

Четвёртого февраля I960 года после разговора с академиками П. Л. Капицей и А. В. Топчиевым он приехал в консерваторию. Исполняли «Реквием» Моцарта. Он внимательно слушал. А через несколько дней в траурном Колонном зале опять звучал этот реквием.

Последняя его фотография сделана на пульте термоядерной установки «Огра» в 12 часов дня 6 февраля. С «Огры» звонил жене:

– Приготовь мне, пожалуйста, успокоительных капель, чтобы я не шебаршился…

На следующий день, в воскресенье, поехал 8 санаторий, где лечился академик Юлий Борисович Харитон. Гуляли цо саду.

– Давайте поговорим о последних результатах ваших работ, – говорил Игорь Васильевич, беря под руку Харитона. – А я расскажу об идеях, которые надо осуществить. Сядем…

Смахнул снег со скамейки, сели. Неожиданно длинная пауза. Харитон обернулся и увидел, что Курчатов мёртв.

Ярослав Кириллович Голованов, «Этюды об ученых», 1976г.

https://fan-project.livejournal.com/840903.html