Перспективы развития термоядерной энергетики в мире

«Наука-2022: технологии и инновации молодых ученых ДГТУ»

Перспективы развития термоядерной энергетики в мире

Долгополов Вячеслав Александрович

dolgopolov.v@gs.donstu.ru

Донской государственный технический университет

АННОТАЦИЯ

Надвигающийся углеводородный кризис поставил на повестку дня множества стран мира проблему разработки альтернативных неисчерпаемых источников энергии. Из результатов анализа темпов научно-технического прогресса и потребления энергии за последние 50 лет учеными был сделан вывод о том, что всего через 60 лет большая часть ресурсов планеты будет исчерпана. Наиболее перспективным источником энергии на данный момент является управляемый термоядерный синтез. Целью данной научной работы был анализ научных статей, посвященных перспективам термоядерной энергетике и отдельных видов реакторов, оценке развития направления, определения вектора исследований. Материалом для работы служат научные статьи, входящие в российскую научную электронную библиотеку «Киберленинка», электронную библиотеку ACM и наукометрическую базу российский индекс научного цитирования.

Ключевые слова: термоядерный синтез; токамак; стелларатор; управляемый термоядерный синтез; инерциальный управляемый термоядерный синтез.

ABSTRACT

The impending hydrocarbon crisis has put on the agenda of many countries of the world the problem of developing alternative inexhaustible energy sources. From the results of the analysis of the pace of scientific and technological progress and energy consumption over the past 50 years, scientists concluded that in just 60 years most of the planet's resources would be exhausted. The most promising energy source now is controlled thermonuclear fusion. The purpose of this scientific work was to analyse scientific articles on the prospects of thermonuclear energy and certain types of reactors, to assess the development of the direction, to determine the vector of research. The material for the work is scientific articles included in the Russian scientific electronic library "Cyberleninka", the electronic library ACM and the scientometric database Russian science citation index.

Keywords: thermonuclear fusion; tokamak; stellarator; controlled fusion; inertial controlled fusion.

ВВЕДЕНИЕ

Ученые всего мира возлагают большие надежды в обеспечении экологической и энергетической безопасности на исследования в области синтеза легких элементов в управляемой реакции термоядерного синтеза (УТС). Использование этого практически неисчерпаемого источника энергии позволит избежать надвигающегося углеводородного кризиса и послужит толчком для дальнейшего развития науки и техники.

Цель исследования –— анализ научных статей, посвященных перспективам развития термоядерной энергетики и отдельных видов реакторов как в России, так и во всем мире.

Задачи исследования:

1. Изучить типы реакций и виды реакторов для УТС;
2. Выявить плюсы и минусы различных типов реакций и видов реакторов для УТС;
3. Сделать вывод о перспективности каждого из типов реакций и видов реакторов для УТС;

Вопросы перспективности использования УТС в мировой энергетике рассмотрел В. Я. Ушаков в своей работе «Термоядерная энергетика: реальность и надежды». В данной статье были проанализированы перспективы реакторов с тороидальной установкой, а также эффективность и целесообразность применения различных видов топлива для УТС. Полученные результаты свидетельствуют о том, что применение технологии УТС на базе токамака в обозримом будущем является наиболее перспективным. В качестве топлива для реакции представляет наибольший интерес тритий и дейтерий.

Вопросы перспективности инерциальном управляемом термоядерном синтезе (ИУТС) и целесообразности повторения экспериментов формированию термоядерной плазмы и регистрации нейтронов в реакциях ядерного синтеза рассмотрели Высоцкий В.И., Корнилова А.А. и Высоцкий М.В. в своей работе «Горячий лазерный термояд или низкотемпературные ядерные реакции? Анализ и перспективы первых экспериментов по лазерному синтезу». По результатам исследования были сделаны выводы, что необходима переоценка роли и эффективности ядерных реакций при низкой энергии для решения современных задач ядерных технологий.