УкраїнськаУКР
EnglishENG
PolskiPOL
русскийРУС

Яка країна може першою у світі досягти термоядерного синтезу: топ-5 за рівнем розвитку

4 хвилини
12,6 т.
Яка країна може першою у світі досягти термоядерного синтезу: топ-5 за рівнем розвитку

Термоядерний синтез має усі шанси стати Святим Граалем чистої енергії. "Зелена" енергетика, як би її не лобіювали, абсолютно не здатна забезпечити енергетичні потреби людства та призвести до відмови від використання викопного палива. Підтвердженням цьому є той факт, що частка викопного палива у світовому енергетичному балансі скоротилася лише на 0,1% з 2009 по 2019 рік.

Відео дня

Існує також ядерна енергетика, яка набагато більш енергоємна, ніж викопне паливо, але вона має свої проблеми. За даними Bloomberg, енергія ядерного поділу в середньому коштує 150 доларів за мегават-годину (МВт-год), в той час як той самий об'єм енергії від газової електростанції коштуватиме 81 долар, а вугільної – лише 74 долари.

Окрім того, ядерний поділ має й інші проблеми: як то вторинні викиди від видобутку та збагачення урану, а також накопичення радіоактивних відходів, розповсюдження ядерної зброї чи навіть ймовірні ядерні аварії.

Натомість термоядерний синтез є набагато більш конкурентоспроможним як за вартістю так і за енергоємністю. Згідно з дослідженням, опублікованим в Royal Society journal, вартість інерційного термоядерного синтезу може становити лише 25 доларів за МВт-год.

Що стосується щільності термоядерної енергії, то вона у чотири рази щільніша за ядерний поділ і майже в чотири мільйони разів щільніша за викопне паливо.

Ця енергія також є на порядки більш стійкою та чистою (без викидів вуглецю та токсичних ядерних відходів), в порівнянні з ядерною чи енергією, отримуваною від викопних палив. Окрім того, термоядерний синтез можна назвати вічною енергією, оскільки поняття виснаження ресурсів для такого типу енергетики взагалі відсутнє.

Саме тому, як зазначає InsiderMonkey, за останні роки інвестиції в термоядерну енергетику показали значне зростання. А наприкінці 2022 року в цій галузі було досягнуто реального прогресу, коли вченим із США вперше в історії вдалося досягнути чистого позитивного приросту енергії в реакції термоядерного синтезу.

П'ять найбільш просунутих країн у сфері термоядерного синтезу

Канада

Канада є однією з найбільш просунутих країн у сфері термоядерного синтезу. Наразі в Канаді працюють два стартапи: General Fusion та Fusion Energy Technologies.

General Fusion розробляє термоядерну електростанцію з намагніченою мішенню, засновану на концепції сферичного стиснення поршня з рідкого металу. Серед найбільших інвесторів компанії – Канадський банк розвитку бізнесу.

В Канаді також є п'ять поточних дослідницьких проєктів, які реалізуються в Університеті Саскачевану.

Німеччина

Німеччина має сім дослідницьких проєктів у галузі термоядерної енергетики, п'ять з яких реалізуються в Інституті фізики плазми імені Макса Планка.

У країні також працює стартап Marvel Fusion, який використовує підхід лазерного інерційного термоядерного синтезу.

Китай

Китай, який не відмовляється від ідеї світового лідерства, досить швидко перетворився на одну з найбільш просунутих країн у галузі. У країні реалізується 18 проєктів з термоядерного синтезу.

Там відсутні стартапи, а корпоративними проєктами з термоядерного синтезу займається компанія ENN Energy.

Японія

Японія є однією з найбільш розвинених країн у сфері термоядерної енергетики, як у плані стартапів, так і в плані державних дослідницьких проєктів. Тут працюють два стартапи у сфері ядерного синтезу: EX-Fusion та Kyoto Fusioneering.

Kyoto Fusioneering уже має контракти на розробку прототипу термоядерного реактора STEP, який буде побудовано у Великобританії.

Окрім того, в різних інститутах Японії тривають дев'ять дослідницьких проєктів з термоядерного синтезу.

Сполучені Штати

Сполучені Штати є найбільш розвиненою країною в питанні термоядерної енергетики. Тут знаходиться 21 стартап, а також проводяться 83 дослідницькі проєкти, що фінансуються державою.

Найвідоміші з стартапів – TAE Technologies та Helion Energy, яка має намір продемонструвати виробництво чистої електроенергії з термоядерного синтезу в 2024 році.

Як уже вказувалося вище, саме в США у грудні 2023 року Ліверморська національна лабораторія Лоуренса завдяки Національній установці запалювання змогла продемонструвати доказ концепції інженерної життєздатності термоядерного синтезу з чистим отриманням енергії.

Що таке термоядерний синтез

Для здійснення термоядерної реакції потрібна плазма – гарячий заряджений газ, який має унікальні властивості, які відрізняють його від твердих тіл, рідин чи газів. Він складається із позитивних іонів та електронів, що перебувають у стані вільного руху.

Якщо у такій плазмі відбувається злиття двох легких атомних ядра, вони об'єднуються у одне важче ядро, вивільнюючи величезну кількості енергії.

Саме такі процеси відбуваються у нашому Сонці та інших зірках у всесвіті, забезпечуючи майже безкінечні викиди безпечної та чистої енергії.

Одначе для злиття атомів потрібно створити досить складні умови, оскільки на Сонці термоядерна реакція відбувається завдяки температурі понад 10 мільйонів градусів Целсія, а також потужній гравітації. Саме ці умови змушують атоми подолати взаємне електричне відштовхування та наблизитися достатньо близько один до одного, щоб ядерна сила тяжіння призвела до синтезу у один важчий атом.

Планується, що в термоядерних реакторах першого покоління використовуватиметься суміш важких ізотопів водню – дейтерію та тритію. Відповідно до теоретичних розрахунків, лише кілька грамів цих реагентів будуть здатні виробити один тераджоуль енергії. Цього буде достатньо для споживання однією людиною у технологічно розвиненій країні впродовж 60 років.

Термоядерна реакція

Раніше OBOZREVATEL розповідав про те, що учені виявили екзопланету, в середині якої, ймовірно, відбувається термоядерний синтез. Вони вважають, що ця планета може бути чимось на межі між планетою та коричневим карликом – субзірковим об’єктом із деякими властивостями зірки.

Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.