Проблемы и перспективы управляемых термоядерных реакций

Содержание
Введение 3
1 Основные подходы к оценке нелинейных моделей 4
2 Краткая история исследований по УТС 7
3 Перспективы и будущее 11
Заключение 14
Список использованной литературы 15

Более светлым цветом показана область, в которой критерий   изменяется от 1 до 10. В более темной области (красной) Q > 10. Именно здесь должен работать строящийся международный токамак ИТЭР. Из рисунка 3 видно, что за 40 лет температура ионов в токамаках была повышена в 100 раз, а произведение  более чем в 1000 раз. На рисунке 3 также показаны достижения, которые были получены на установках других видов. Самый большой в мире стелларатор LHD ( Япония) отстает от токамаков TFTR и JET на один порядок по температуре и на 1,5 порядка по параметру  . Импульсные установки (IFE) , которые отмечены звездочками, также еще весьма далеки от требуемой цели.
Во время исследований на токамаках не было обнаружено принципиальных физических препятствий для дальнейшего повышения характеристик плазмы. Тем не менее, оказалось, что термоядерный реактор не может быть маленьким, в то время, как маленькие атомные реакторы уже давно работают на подводных лодках и ледоколах. В итоге, для продвижения к реактору, расходы на постройку токамаков каждого последующего поколения пришлось повысить почти на порядок.
Для количественной оценки расстояния до термоядерной электростанции сравним капитальные расходы на единицу мощности в ИТЭРе и на обычной атомной станции. На данный момент стоимость ИТЭРа можно оценить в 10 млрд. долларов США, а его тепловая мощность по проекту равна  Из этого можно заключить, что капитальные расходы на 1 кВт тепловой мощности составляют 20 тысяч долларов. В атомной энергетике один блок с электрической мощностью 1 ГВт (тепловой мощностью 3 ГВт) на данный момент стоит около 1.5 млрд. долларов, т.е. 500 долларов за 1 кВт тепловой мощности. Отсюда можно заключить, что удельные капитальные расходы в термоядерном реакторе ИТЭР в 40 раз больше, чем в атомном реакторе. Видно, что установка ИТЭР очень далека от коммерческого ядерного реактора. Для создания такого ядерного реактора нужно еще пройти большой (в основном технологический) путь.
На сегодняшний день мировое научное сообщество представляет собой развитие УТС примерно так. ИТЭР заработает в 2016-2017 годах и его главные научные итоги будут получены к 2020-му году. Параллельно в 2010-2020 годах должно развиваться проектирование международного ядерного реактора следующего (пятого) поколения. Для него принято условное название ДЕМО (ДЕМОнстрационный реактор) и даже согласовано, что он будет построен в Японии. Окончания его строительства нужно ожидать к 2025-2030-му году. Данная установка должна решать уже технологические цели и вырабатывать решения для строительства коммерческого ядерного реактора. Если все пойдет нормально, то появления первой промышленной термоядерной электростанции можно ожидать к 2050-му году, т.е. к столетию со дня начала работ по УТС.
Заключение
Таким образом, подведем следующие итоги по работе.
За годы, которые прошли после перестройки, ситуация в российской науке вообще и в исследованиях по УТС, в частности, сильно ухудшилась. Уже больше 10-ти лет из-за нехватки финансирования не эксплуатируется установка Т-15. Состарился и снизился штат работников. На сегодняшний день многие из российских ученых работают за рубежом.
Чтобы переломить ситуацию, коллектив Института Ядерного Синтеза РНЦ Курчатовский Институт внес в правительство предложение по Федеральной Целевой Программе «Развитие УТС». В ней предполагается модернизация и расконсервация установки Т-15., привлечение к работе по УТС молодых ученых, активизация работы по проекту ИТЭР и подготовка работников для деятельности на этой установке, участие Российской Федерации в проекте ДЕМО. В будущем предполагается строительство термоядерной электростанции в Российской Федерации в середине века. Пока представленная Программа правительством Российской Федерации не утверждена.
Список использованной литературы
1. И.Е. Тамм, А.Д. Сахаров, 1958. Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных реакций. М. Изд-во АН СССР, 1958. т.1, с. 3-41.
2. Л.Г. Голубчиков, ИТЭР – решающий шаг, Москва, МИФИ, 2004.
3. Ю.Н. Днестровский, А.Ю. Днестровский, С.Е. Лысенко, Физика Плазмы, т. 31, 2005, с. 579.
4. Yu.N. Dnestrovskij, K.A. Razumova et al, Nucl. Fusion, V. 46, 2006, p.953.
5. Б.Б. Кадомцев, Физика Плазмы, т. 13, 1987, с. 771.
6. Yu.N. Dnestrovskij, J.W. Connor et al, Plasma Physics Contr. Fusion, v.49, 2007, p.1477.
2
3