Когда путь важнее цели. сколько нам еще остается до полноценной термоядерной энергетики?

Запись ядерных реакций

Ядерные реакции записываются в виде специальных формул, в которых встречаются обозначения атомных ядер и элементарных частиц.

Первый способ написания формул ядерных реакций аналогичен записи формул реакций химических, то есть слева записывается сумма исходных частиц, справа — сумма получившихся частиц (продуктов реакции), а между ними ставится стрелка.

Так, реакция радиационного захвата нейтрона ядром кадмия-113 записывается так:

48113Cd+n→48114Cd+γ{\displaystyle {}_{48}^{113}{\textrm {Cd}}+n\rightarrow {}_{48}^{114}{\textrm {Cd}}+\gamma }.

Мы видим, что число протонов и нейтронов справа и слева остаётся одинаковым (барионное число сохраняется). Это же относится к электрическим зарядам, лептонным числам и другим величинам (энергия, импульс, момент импульса, …). В некоторых реакциях, где участвует слабое взаимодействие, протоны могут превращаться в нейтроны и наоборот, однако их суммарное число не меняется.

Второй способ записи, более удобный для ядерной физики, имеет вид A (a, bcd…) B, где А — ядро мишени, а — бомбардирующая частица (в том числе ядро), b, с, d, … — испускаемые частицы (в том числе ядра), В — остаточное ядро. В скобках записываются более лёгкие продукты реакции, вне — более тяжёлые. Так, вышеприведённая реакция захвата нейтрона может быть записана в таком виде:

48113Cd(n,γ)48114Cd{\displaystyle {}_{48}^{113}{\textrm {Cd}}(n,\gamma ){}_{48}^{114}{\textrm {Cd}}}.

Реакции часто называют по совокупности налетающих и испускаемых частиц, стоящих в скобках; так, выше записан типичный пример (n, γ)-реакции.

Первое принудительное ядерное превращение азота в кислород, которое провёл Резерфорд, обстреливая азот альфа-частицами, записывается в виде формулы

714N(α,p)817O{\displaystyle {}_{7}^{14}{\textrm {N}}(\alpha ,p){}_{8}^{17}{\textrm {O}}}, где p=11H{\displaystyle p={}_{1}^{1}{\textrm {H}}} — ядро атома водорода, протон.

В «химической» записи эта реакция выглядит как

714N+α→p+817O{\displaystyle {}_{7}^{14}{\textrm {N}}+\alpha \rightarrow p+{}_{8}^{17}{\textrm {O}}}.

Почему термоядерный синтез пока невозможен

С одной стороны, чтобы найти лучшие материалы для удержания, нам нужно лучше понять, что происходит между термоядерной плазмой и стенками реактора. В Принстоне изучают возможность замены стенок своего реактора (из угольного графита) на «стенку» из жидкого лития с целью снижения долгосрочной коррозии.

Ко всему прочему, ученые полагают, что если синтез поможет в борьбе с глобальным потеплением, им нужно поторапливаться. NSTX-U поможет физикам решить, стоит ли продолжать развивать дизайн сферического токамака. Большинство реакторов типа токамак в меньшей степени похожи на яблоко по форме и в большей — на пончик, бублик, тор. Необычная форма сферического тора позволяет более эффективно использовать магнитное поле своих катушек.

Майерс ненавидит оценивать, насколько мы далеки от коммерчески возможной термоядерной энергии, и его можно понять. В конце концов, десятки лет неизбывного оптимизма нанесли серьезный вред репутации этой области и укрепили мысли о том, что синтез — это несбыточная мечта. Со всеми последствиями для финансирования.

Для программы синтеза MIT стало серьезным ударом то, что федералы предоставили поддержку токамака Alcator C-Mid, который производит одно из мощнейших магнитных полей и демонстрирует синтезируемую плазму при высочайшем давлении. Большинство ожидаемых исследований NSTX-U будут зависеть от дальнейшей поддержки на федеральном уровне, которая, по словам Майерса, оказывается «через год».

Всем приходится осторожно тратить доллары, выделяемые на исследования, а некоторые программы синтеза уже сожрали невероятные суммы. Взять, например, ИТЭР, огромный сверхпроводящий реактор синтеза, который в настоящее время строится во Франции

Когда в 2005 году началось международной сотрудничество, оно было заявлено как проект на 5 миллиардов долларов и 10 лет. После нескольких лет неудач ценник вырос до 40 миллиардов долларов. По самым оптимистичным оценкам, объект будет завершен к 2030 году.

И там где ИТЭР, похоже, будет разбухать как опухоль, пока не исчерпает ресурсы и не убьет хозяина, урезанная программа синтеза в MIT показывает, как можно сделать все с гораздо меньшим бюджетом. Прошлым летом команда аспирантов MIT представила планы ARC, термоядерного реактора с низким уровнем затрат, который будет использовать новые высокотемпературные сверхпроводящие материалы для генерации такого же объема энергии, как и ИТЭР, только с гораздо меньшим устройством.

Дизайн

Наглядное объяснение передачи энергии в реакторе с водой под давлением. Первичный хладагент обозначен оранжевым цветом, а вторичный хладагент (пар, а затем и питательная вода) — синим.

Система теплоносителя первого контура, показывающая корпус реактора (красный), парогенераторы (фиолетовый), компенсатор давления (синий) и насосы (зеленый) в трех контурах теплоносителя, конструкция Hualong One

Ядерное топливо в корпусе реактора участвует в цепной реакции деления , в результате которой выделяется тепло, нагревая воду в первом контуре теплоносителя за счет теплопроводности через оболочку твэла. Горячий теплоноситель первого контура перекачивается в теплообменник, называемый парогенератором , где он проходит через сотни или тысячи небольших трубок. Тепло передается через стенки этих труб к вторичному теплоносителю с более низким давлением, расположенным на стороне листа теплообменника, где теплоноситель испаряется в пар под давлением. Передача тепла осуществляется без смешивания двух жидкостей, чтобы предотвратить превращение теплоносителя второго контура в радиоактивный. Некоторые распространенные устройства парогенератора представляют собой U-образные трубы или однопроходные теплообменники.

На атомной электростанции сжатый пар подается через паровую турбину, которая приводит в действие электрический генератор, подключенный к электрической сети для передачи. После прохождения турбины теплоноситель второго контура (пароводяная смесь) охлаждается и конденсируется в конденсаторе . Конденсатор преобразует пар в жидкость, чтобы его можно было перекачивать обратно в парогенератор, и поддерживает вакуум на выходе из турбины, так что перепад давления в турбине и, следовательно, энергия, извлекаемая из пара, максимизируются. Перед подачей в парогенератор конденсированный пар (называемый питательной водой) иногда предварительно нагревается, чтобы минимизировать тепловой удар.

Вырабатываемый пар используется не только для выработки электроэнергии, но и для других целей. На атомных кораблях и подводных лодках пар подается через паровую турбину, соединенную с набором редукторов скорости, на вал, используемый для движения . Прямое механическое воздействие за счет расширения пара может быть использовано для катапульты самолета с паровым двигателем или аналогичных приложений. В некоторых странах используется централизованное паровое отопление, а во внутренних помещениях применяется прямое отопление.

По сравнению с реакторами других типов для реакторов с водой под давлением (PWR) характерны две особенности: отделение контура теплоносителя от паровой системы и давление внутри контура теплоносителя первого контура. В PWR есть два отдельных контура охлаждающей жидкости (первичный и вторичный), которые оба заполнены деминерализованной / деионизированной водой. Реактор с кипящей водой, напротив, имеет только один контур теплоносителя, в то время как в более экзотических конструкциях, таких как реакторы-размножители, в качестве теплоносителя и замедлителя используются вещества, отличные от воды (например, натрий в жидком состоянии в качестве теплоносителя или графит в качестве замедлителя). Давление в первом контуре теплоносителя обычно составляет 15–16 мегапаскалей (150–160  бар ), что заметно выше, чем в других ядерных реакторах , и почти вдвое выше, чем в реакторе с кипящей водой (BWR). Вследствие этого происходит только локальное кипение, и пар быстро повторно конденсируется в объеме жидкости. Напротив, в реакторе с кипящей водой теплоноситель первого контура рассчитан на кипение.

Тема недели: термоядерный реактор ITER

28 июля 2020 года в исследовательском центре Кадараш во Франции начали собирать экспериментальный термоядерный реактор типа токамак — сокращенно от «тороидальная камера с магнитными катушками». Строительство реактора планируют завершить в 2025 году. В проекте ITER участвуют ЕС, Индия, Китай, Южная Корея, Россия, США и Япония.

Термоядерный синтез — это реакция, в ходе которой легкие атомы объединяются в более тяжелые. В результате высвобождается энергия. Такой процесс постоянно происходит на Солнце и других звездах. Если ученые смогут построить работающий реактор, люди получат источник неограниченной и «зеленой» энергии.

Сам токамак по форме похож на полый бублик, из которого откачали воздух. В качестве топлива для реактора используют изотопы (подвиды) водорода дейтерий и тритий. Их помещают в токамак и с помощью электрического тока разогревают до температуры в несколько млн градусов. Тогда водород превращается в плазму — заряженный газ, в котором электроны оторваны от ядер атомов. Вся эта масса удерживается внутри реактора при помощи очень мощных магнитов. При температуре 150 млн °C (в десять раз жарче, чем на Солнце) начинается термоядерная реакция. Дейтерий и тритий сливаются и образуют атом гелия-4 и один нейтрон. Нейтроны вылетают за пределы магнитной ловушки и, сталкиваясь со стенками реактора, нагревают воду внутри них. В результате образуется пар, который вращает турбины.

Макет реактора ITER

(Фото: ITER)

Первую плазму на реакторе ITER планируют получить сразу после окончания строительства, в 2025 году. Однако эксперименты с термоядерной реакцией проведут только в 2035 году. Если они пройдут успешно, начнется выпуск термоядерных реакторов DEMO, которые можно будет использовать в коммерческих целях. ITER не единственный в мире проект, цель которого — получить термоядерную энергию. Токамаки есть в Китае, Великобритании и США.

Некоторые компании предлагают и другие типы реакторов. Основной конкурент токамака — стеллератор Wendelstein 7-X, который построили в Институте физики плазмы им. Макса Планка в немецком Грайфсвальде. Если токамак удерживает плазму в центре при помощи мощных магнитов, то стеллератор делает это благодаря своей сложной форме, напоминающей объемную ленту Мебиуса.

Макет стеллератора. Желтым показана плазма, синим — магнитное поле

(Фото: Max-Planck Institut für Plasmaphysik)

Американский стартап TAE Technologies (ранее Tri Alpha Energy) предложил реактор вытянутой формы. В качестве топлива компания использует водород и бор-11. При взаимодействии эти химические элементы не образуют нейтроны, а значит, не создают радиацию. Топливо на большой скорости подается в реактор с двух сторон. От столкновения оно нагревается и превращается в плазму. Минус такого устройства в том, что для его работы нужна очень высокая температура, примерно в 3 млрд °C.

Еще один вид реактора разрабатывает канадская компания General Fusion. Он представляет собой сферу, внутри которой находится расплавленный свинец. К устройству подключены паровые молотки, которые синхронно бьют по сплаву. В металле есть небольшой желобок, в который загружают горячую смесь дейтерия и трития. При каждом ударе молотков происходит микровзрыв, который провоцирует термоядерную реакцию.

Индустрия 4.0

Что такое индустрия 4.0 и что нужно о ней знать

Исследования ядерного синтеза

Первая наблюдаемая ядерная реакция была (эндотермической) реакцией синтеза. Он был открыт — задолго до ядерного деления — Эрнестом Резерфордом в 1917 году во время экспериментов с альфа-частицами . Были обнаружены протоны относительно высокой энергии, которые появлялись только тогда, когда облучаемый газ содержал азот. Эта ядерная реакция называется в сегодняшних обозначениях 14 N (α, p) 17 O или подробно записывается:

14-еN+4-йЧАСе→17-еО+1ЧАС-1,2М.еV{\ displaystyle {} ^ {14} \ mathrm {N} + {} ^ {4} \ mathrm {He} \, \ rightarrow \, {} ^ {17} \ mathrm {O} + {} ^ {1} \ mathrm {H} -1,2 \, \ mathrm {МэВ}}

Это превращение азота в кислород , как и сам альфа-распад , противоречило классической теории, согласно которой кулоновский барьер можно преодолеть только с достаточной энергией. Только в 1928 году Джордж Гамов смог объяснить такие процессы на основе новой квантовой механики с туннельным эффектом .

Еще в 1920 году Артур Эддингтон предложил реакции синтеза в качестве возможного источника энергии звезд на основе точных измерений масс изотопов Фрэнсисом Уильямом Астоном (1919) . Поскольку из спектроскопических наблюдений было известно, что звезды в основном состоят из водорода , здесь было рассмотрено его синтез с образованием гелия . В 1939 году Ганс Бете опубликовал различные механизмы того, как эта реакция могла происходить в звездах.

Первой реакцией синтеза, специально проведенной в лаборатории, была бомбардировка дейтерия ядрами дейтерия в 1934 году Марком Олифантом , помощником Резерфорда, и Полом Хартеком . Синтез этого изотопа водорода, который редко встречается в звездах, разветвляется на два канала продукта:

2ЧАС+2ЧАС→3ЧАСе+1п+3,3М.еV{\ displaystyle {} ^ {2} \ mathrm {H} + {} ^ {2} \ mathrm {H} \, \ rightarrow \, {} ^ {3} \ mathrm {He} + {} ^ {1} \ mathrm {n} +3 {,} 3 \, \ mathrm {МэВ}}

2ЧАС+2ЧАС→3ЧАС+1п+4-й,М.еV{\ displaystyle {} ^ {2} \ mathrm {H} + {} ^ {2} \ mathrm {H} \, \ rightarrow \, {} ^ {3} \ mathrm {H} + {} ^ {1} \ mathrm {p} +4 {,} 0 \, \ mathrm {МэВ}}

Техническое использование термоядерного ядерного синтеза сначала преследовалось с целью разработки военного оружия. Следовательно, это исследование проводилось тайно в течение первых десятилетий после Второй мировой войны . США владели атомной бомбой, основанной на делении, с 1945 года, а Советский Союз — с 1949 года . В последующие годы Эдвард Теллер и Станислав Улам разработали концепцию создания водородной бомбы в США , которая основана на ядерном синтезе и обещает значительно более высокую взрывную мощность. 1 ноября 1952 года первая водородная бомба под названием « Айви Майк» была взорвана на атолле Эниветок в Тихом океане. Это стало доказательством того, что большое количество энергии может также выделяться на Земле посредством ядерного синтеза.

Физики и химики

Но вернёмся к «забракованному» открытию Флешмана и Понса. Все их коллеги заявляют, что всё-таки удалось создать условия, где атомы дейтерия подчиняются волновым эффектам, ядерная энергия высвобождается в виде тепла в соответствии с теорией квантовых полей. Последняя, кстати, прекрасно разработана, но адски сложна и к описанию каких-то конкретных явлений физики с трудом приложима. Именно поэтому, наверное, люди не хотят её доказывать. Флешман демонстрирует выемку в бетонном полу лаборатории от взрыва, случившегося, как он утверждает, от холодного термояда. Однако физики химикам не верят. Интересно, почему?

Ведь сколько возможностей для человечества закрываются с прекращением исследований в этом направлении! Проблемы же просто глобальные, и их много. И все они требуют решения. Это экологически чистый источник энергии, посредством которого можно было бы дезактивировать громадные объёмы радиоактивных отходов после работы атомных электростанций, опреснять морскую воду и много чего ещё. Если бы освоить выработку энергии способом превращения одних элементов таблицы Менделеева в совершенно другие без использования для этой цели потоков нейтронов, которые создают наведённую радиоактивность. Но наука официально и сейчас считает невозможным превращение каких-либо химических элементов в совершенно другие.

Использование ядерной энергии

Первый экспериментальный ядерный реактор для производства энергии начал работать в Чок-Ривер, Онтарио, в 1947 году. Вскоре после этого, в 1951 году, был запущен первый ядерный энергетический объект в США, экспериментальный реактор-размножитель-1; это может зажечь 4 лампочки. Три года спустя, в 1954 году, в Обнинске США запустили свою первую атомную подводную лодку USS Nautilus, а СССР запустил первый в мире ядерный реактор для крупномасштабной выработки электроэнергии. Год спустя США открыли свой завод по производству ядерной энергии, освещая Арко, штат Айдахо (население 1000 человек).

Первым коммерческим предприятием по производству энергии с использованием ядерных реакторов был завод Колдер Холл в Виндскейле (ныне Селлафилд), Великобритания. Это было также место первой ядерной аварии в 1957 году, когда произошел пожар из-за утечки радиации.

Первая крупномасштабная атомная электростанция США была открыта в Шиппингпорте, штат Пенсильвания, в 1957 году. В период с 1956 по 1973 год в США было запущено около 40 ядерных реакторов для производства электроэнергии, крупнейшим из которых является Первый энергоблок Сионской атомной электростанции в Иллинойсе. мощность 1155 мегаватт. С тех пор не было заказано никаких других реакторов, хотя другие были запущены после 1973 года.

Французы запустили свой первый ядерный реактор, Феникс, способный вырабатывать 250 мегаватт электроэнергии, в 1973 году. Самый мощный энергетический реактор в США (1315 МВт) был открыт в 1976 году на Троянской электростанции в Орегоне. К 1977 году в США работало 63 атомных электростанции, обеспечивающих 3% потребностей страны в энергии. Еще 70 должны были появиться в сети к 1990 году.

Второй блок на острове Три-Майл подвергся частичному расплавлению, в результате чего в окружающую среду попали инертные газы (ксенон и криптон). Антиядерное движение усилилось из-за опасений, вызванных инцидентом. Опасения еще больше усилились в 1986 году, когда на 4-м энергоблоке Чернобыльской АЭС в Украине произошла стремительная ядерная реакция, которая взорвалась на установке, распространив радиоактивный материал по всей территории и значительной части Европы. В течение 1990-х годов Германия и особенно Франция расширили свои ядерные установки, сосредоточившись на меньших и, следовательно, более управляемых реакторах. Китай запустил в эксплуатацию свои первые 2 ядерных объекта в 2007 году, общая мощность которых составила 1866 МВт.

Хотя ядерная энергия занимает третье место после угольной и гидроэнергетики в мире по выработке электроэнергии, стремление закрыть атомные станции в сочетании с растущими затратами на строительство и эксплуатацию таких установок привело к отказу от использования ядерной энергии для производства энергии. Франция лидирует в мире по проценту электроэнергии, производимой ядерными реакторами, но в Германии солнечная энергетика обогнала атомную энергетику.

В США по-прежнему эксплуатируется более 60 ядерных объектов, но в результате избирательных инициатив и возраста реакторов были закрыты заводы в Орегоне и Вашингтоне, а десятки других являются мишенями для протестующих и групп по защите окружающей среды. В настоящее время, по-видимому, только Китай расширяет число своих атомных электростанций, поскольку он стремится уменьшить свою сильную зависимость от угля (основной фактор в своей чрезвычайно высокой степени загрязнения) и ищет альтернативу импорту нефти.

Обеспокоенность

Боязнь ядерной энергии исходит от ее крайностей как оружия и источника энергии. Деление из реактора создает отходы, которые по своей природе опасны (см. Подробнее ниже) и могут быть пригодны для грязных бомб. Хотя некоторые страны, такие как Германия и Франция, имеют отличную репутацию на своих ядерных объектах, другие менее позитивные примеры, такие как те, которые можно увидеть на Три-Майл-Айленде, Чернобыле и Фукусиме, заставили многих неохотно принимать ядерную энергию, даже если она намного безопаснее, чем ископаемое топливо. Реакторы термоядерного синтеза могут однажды стать доступным, обильным источником энергии, который необходим, но только если можно будет решить экстремальные условия, необходимые для создания термоядерного синтеза и управления им.

Ядерные отходы

Побочным продуктом деления являются радиоактивные отходы, которым для потери опасных уровней радиации требуются тысячи лет

Это означает, что в ядерных реакторах деления также должны быть предусмотрены меры предосторожности в отношении этих отходов и их транспортировки в необитаемые места хранения или захоронения. Для получения дополнительной информации об этом читайте об обращении с радиоактивными отходами

Устройство термоядерной бомбы по принципу Теллера-Улама

Многие его детали по-прежнему остаются засекреченными, но есть достаточная уверенность, что все имеющееся ныне термоядерное оружие использует в качестве прототипа устройство, созданное Эдвардом Теллерос и Станиславом Уламом, в котором атомная бомба (т. е. первичный заряд) используется для генерации излучения, сжимает и нагревает термоядерное топливо. Андрей Сахаров в Советском Союзе, по-видимому, независимо придумал аналогичную концепцию, которую он назвал «третьей идеей».

Схематически устройство термоядерной бомбы в этом варианте показано на рисунке ниже.

Дело в том, что в промышленности давно используется гидрид лития LiH для безбалонной транспортировки водорода. Разработчики бомбы (эта идея сначала была использована в СССР) просто предложили брать вместо обычного водорода его изотоп дейтерий и соединять с литием, поскольку с твердым термоядерным зарядом выполнить бомбу гораздо проще.

По форме вторичный заряд представлял собой цилиндр, помещенный в контейнер со свинцовой (или урановой) оболочкой. Между зарядами находится щит нейтронной защиты. Пространство, между стенками контейнера с термоядерным топливом и корпусом бомбы заполнено специальным пластиком, как правило, пенополистиролом. Сам корпус бомбы выполнен из стали или алюминия.

Эти формы изменились в последних конструкциях, таких как показанная на рисунке ниже.

Резюме

1. Термоядерная энергия — вовсе не такая кристально чистая. На единственной реалистичной на данный момент реакции D+T поток нейтронов, который сделает радиоактивными любые элементы конструкции — в ~10 раз выше, чем в обычных реакторах на той же мощности. Корпус реактора придется менять раз в 5-10 лет.
2. Человечество безусловно достигнет Q=10 (получаем в 10 раз больше термоядерной энергии, чем тратим). Этого показателя вероятно удастся достигнуть и на Токамаке (ITER) и на Z-Machine, в 2030-х годах и позднее.
3. Не смотря на достижение Q=10, термоядерные реакторы будут намного дороже, чем классические урановые из-за более сложной конструкции, более короткого срока службы корпуса и сверхпроводящих магнитов. Термоядерные реакторы также не смогут быть маленькими (как например плавучая мини-АЭС)
4. Энергии при термоядерной реакции выделяется не так много — на одно деление урана выделяется в 11.5 раз больше энергии, чем при синтезе D+T (которая обладает наибольшим энерговыделением среди реакций синтеза)
5. Термоядерного топлива как раз не много — тритий очень дорог и дефицитен. Получение его не проще и не дешевле, чем получение плутония из отходов урана или U-233 из тория.
6. Гелий-3 — никак не помог бы человечеству, даже если бы его были горы на земле. Паразитная реакция D+D все равно будет давать радиацию, а оптимальная температура — миллиард градусов, намного сложнее D+T над которой бьется человечество на данный момент.
7. Похоже ближайшие 1000 лет мы будем использовать реакторы на быстрых нейтронах, сжигать дешевый уран-238 и торий (Если конечно человечество не уничтожит себя в очередной войне)
8. Тем не менее — человечество обязано продолжать работать над термоядерной энергией, даже если коммерческий результат будет через 1000 лет, точно так же, как тысячелетие назад ученые работали над основами математики — без них не было бы сегодняшнего прогресса.

Обсуждение — на форуме

31 Января 2013

Концептуальный проект

Термоядерный синтез, та же реакция, которая происходит в центре Солнца, соединяются атомные ядра, чтобы сформировать более тяжелые ядра. Термоядерный синтез генерирует гораздо больше поток энергии, чем сжигание ископаемого топлива.

Например, в количестве атомов водорода размером с ананас находится столько же энергии, сколько в 10 000 тонн угля, в соответствии с заявлением по проекту международного термоядерного реактора.

В отличие от ядерного деления которое разбивает большие атомы на более мелкие этот термоядерный реактор не будет производить высокий уровень радиоактивных отходов. И в отличие от установок по производству ископаемого топлива, термоядерная энергия слияния не генерирует парниковых газов, углекислого газа или других загрязнителей.

Ядерное деление

В термоядерном реакторе выделяется энергия при синтезе лёгких ядер (водорода, гелия и лития). Чтоб два ядра водорода (на практике – дейтерия и/или трития, то есть изотопов водорода) сошлись на достаточно близкое расстояние, чтобы преодолеть кулоновское отталкивание одноименно заряженных ядер, необходимо создать либо огромное давление, либо крайне высокую температуру.

В термоядерном реакторе нет ничего самопроизвольного, поэтому он безопаснее.  Любое неконтролируемое повреждение и исчезают условия, необходимые для термоядерного синтеза.

Термоядерный синтез

Атомный термоядерный реактор использует сверхпроводящие магниты для плавления атомов водорода и получения большого количества тепла. Будущие атомные термоядерные электростанции могут затем использовать эту теплоту для привода турбин и выработки электроэнергии.

Экспериментальный реактор не будет использовать обычные атомы водорода, ядра которых состоят из одного протона. Вместо этого он будет взрывать дейтерий, ядра которого имеют один протон и один нейтрон, с тритием, ядра которых имеют один протон и два нейтрона. Дейтерий легко извлекается из морской воды, а тритий будет сгенерирован внутри термоядерного реактора. Поставки этих видов топлива достаточно велики, достаточно на миллионы лет при нынешнем глобальном потреблении энергии.

И в отличие от реакторов деления, термоядерное синтезирование является очень безопасным: если реакции термоядерного синтеза нарушаются в пределах завода по термоядерному синтезу, термоядерные реакторы просто отключаются безопасно и без необходимости внешней помощи, отметил проект ITER. Теоретически, плавильные установки также используют только несколько граммов топлива одновременно, поэтому нет возможности аварии расплава.