STEP в будущее: токамак в форме яблока прокачает ядерную энергетику

Исследователи из Великобритании раскрыли детали амбициозного проекта по созданию термоядерного реактора нового поколения. Команда, работающая над проектом STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) , опубликовала серию статей, в которых поделилась своим видением будущего энергетики.

Реактор STEP отличается от классических токамаков своей необычной формой. Вместо привычной «бублика» он напоминает яблоко с вырезанной сердцевиной. Такая конструкция позволяет значительно уменьшить расстояние между центром реакторной камеры и окружающими её магнитами.

Компактность разработки открывает целый ряд преимуществ. Инженеры смогут использовать менее мощные и, соответственно, более дешёвые магниты для удержания плазмы. Кроме того, уникальная форма реактора обеспечивает повышенную стабильность плазмы, что должно положительно сказаться на эффективности.

Однако инновационный дизайн не лишён недостатков. Узкое пространство в центре реактора вынуждает конструкторов отказаться от размещения там триниевого одеяла — важного компонента, отвечающего за производство трития и защиту магнитов от радиации. Учёным пришлось создать оптимизированную конструкцию внешнего одеяла из жидкого лития и сплава ванадия, чтобы компенсировать этот недостаток.

Для создания компактных магнитов инженеры планируют использовать новейшие высокотемпературные сверхпроводники. Эта технология уже привлекла внимание многих частных компаний, работающих в сфере термоядерной энергетики. Одной из самых смелых идей проекта STEP стало внедрение разъёмных соединений в конструкцию магнитов. Благодаря этому решению появится возможность открывать верхнюю часть реакторной камеры, что существенно упростит техническое обслуживание установки и снизит эксплуатационные расходы.

Руководитель проекта, Пол Метвен, подчеркнул: план не окончательный и ещё может измениться. В настоящее время команда STEP ведёт переговоры с правительством Великобритании о дополнительном финансировании на четыре года для разработки окончательного проекта реактора.

Для размещения будущей установки уже выбрана площадка — территория выведенной из эксплуатации угольной электростанции в графстве Ноттингемшир. Этот выбор символизирует переход от традиционной энергетики к инновационным технологиям будущего.

Проект STEP является частью масштабной программы по развитию термоядерной энергетики в Великобритании. В 2019 году правительство страны выделило 300 миллионов фунтов стерлингов на разработку реактора мощностью 200 мегаватт. Цель ученых — подключение термоядерной установки к энергосети уже к 2040 году.

Несмотря на то, что термоядерная энергетика долгое время считалась «технологией будущего», последние годы эта область привлекла небывалый общественный интерес. По данным Ассоциации термоядерной индустрии, только за прошлый год в отрасль было привлечено 900 миллионов долларов новых инвестиций, а общий объём вложений достиг 7,1 миллиарда долларов.

Хотя судьба проекта STEP пока не определена, сам факт активных исследований и инвестиций в сфере термоядерной энергетики вселяет оптимизм. Развитие этой технологии может стать ключом к решению глобальных энергетических и экологических проблем человечества.