Термоядерный синтез-обзор проектов

Разработка управляемого термоядерного синтеза постепенно переходит от отдельных лабораторных записей к созданию полноразмерных магнитов, вакуумных камер, систем охлаждения и экспериментальных установок, которые должны проверить возможность стабильного производства энергии. Об этом сообщает Информационно-аналитический центр Experts Club в своем исследовании.

Самое заметное достижение последних месяцев принадлежит Китаю. В июне 2026 года китайские специалисты завершили изготовление и испытания крупнейшего в мире сверхпроводящего магнита для будущего термоядерного реактора. В то же время США продвигают лазерный синтез и частные проекты компактных установок, Россия продолжает эксперименты на токамаке т-15мд и поставляет оборудование для международного реактора ITER, а европейские и азиатские исследовательские центры работают над длительным удержанием плазмы и материалами для будущих электростанций.

Несмотря на ускорение исследований, ни одна страна пока не построила термоядерную установку, которая непрерывно производила бы больше электроэнергии, чем потребляет весь комплекс ее оборудования. Большинство объявленных сроков запуска первых электростанций в 2030-х годах остаются целевыми ориентирами, а не гарантированными датами.

Как возникает термоядерная энергия

Термоядерный синтез-это процесс, который обеспечивает энергией Солнце и другие звезды. Во время реакции легкие атомные ядра объединяются в более тяжелое ядро, и часть их массы преобразуется в энергию.

На Земле самой перспективной считается реакция между двумя изотопами водорода — дейтерием и тритием. Во время их соединения образуются ядро гелия и быстрый нейтрон. Примерно 80% высвобождаемой энергии поглощается нейтроном, который затем должен нагревать оболочку, окружающую реактор. Полученное тепло планируется использовать для производства пара и вращения обычной турбины, как на тепловой или атомной электростанции.

Для запуска реакции топливо необходимо превратить в плазму и нагреть примерно до 150 млн градусов Цельсия — ориентировочно в десять раз выше температуры в центре Солнца. На Солнце сжатию вещества помогает огромная гравитация. В земной установке ее приходится заменять магнитным полем или сверхмощным лазерным импульсом.

Для устойчивого синтеза необходимо одновременно выполнить три условия: достичь высокой температуры, создать достаточную плотность частиц и удерживать плазму достаточно долго. Именно сочетание этих параметров, а не отдельный температурный рекорд, определяет реальный прогресс установки.

Сегодня используются два основных подхода.

При магнитном удержании плазма находится внутри кольцеобразной вакуумной камеры. Мощные сверхпроводящие магниты не позволяют ей касаться стенок. Самой распространенной установкой такого типа является токамак. Альтернативой является стелларатор, который имеет более сложную форму магнитного поля, но потенциально лучше приспособлен для непрерывной работы.

При инерционном синтезе небольшую капсулу с топливом одновременно облучают лазерами. Внешний слой капсулы испаряется, топливо резко сжимается и на короткое время достигает условий, при которых начинается реакция синтеза.

Китай построил самый большой сверхпроводящий магнит

В июне 2026 года Институт физики плазмы Китайской академии наук сообщил об успешном завершении испытаний D-образного Магнита тороидального поля для будущих термоядерных установок.

Его длина составляет 21 метр, ширина — 12 метров, высота — 3,3 метра, масса — 582 тонны. По утверждению разработчиков, объем Магнита в 1,3 раза превышает объем аналогичного элемента международного реактора ITER, а накапливаемая магнитная энергия — втрое.

Тороидальные магниты образуют основное поле вокруг вакуумной камеры токамака. Чем сильнее и стабильнее поле, тем выше давление и температура плазмы, которые потенциально можно удерживать внутри установки.

Создание такого магнита означает, что Китай овладел производством сверхпроводящих катушек большого размера, специальной стали, низкотемпературной изоляции, систем защиты и сверхнизкоомных соединений. Однако один магнит сам по себе не является реактором. Для энергетической установки понадобятся полный комплект катушек, вакуумная камера, криогенная система, нагрев плазмы, защита от нейтронов и оборудование для воспроизведения трития.

Китай одновременно развивает несколько взаимосвязанных проектов. Токамак EAST в январе 2025 года удерживал плазму в режиме высокого удержания в течение 1,066 тыс. Секунд, значительно превысив предыдущий результат в 403 секунды. Эксперимент проводился без промышленного производства энергии, но продемонстрировал возможность длительной работы сверхпроводящего токамака.

Следующим этапом должна стать установка BEST, строительство которой ведется в Хефее. Ее планируется завершить до конца 2027 года. В отличие от EAST, BEST проектируется для экспериментов с дейтерий — тритиевой горящей плазмой и должен получить от 20 до 200 МВт термоядерной мощности. Китайские разработчики рассчита

- Реклама -