Сборка токамака ITER во Франции продвигается, эксперимент по термоядерному синтезу нацелен на плазму с температурой 150 миллионов градусов Цельсия

Токамак ITER, собираемый на юге Франции, является одной из наиболее значимых крупномасштабных экспериментальных установок в области глобальных исследований термоядерного синтеза. Общая масса этой машины составляет около 23 000 тонн, она имеет кольцевую структуру, напоминающую “пончик”, и удерживает высокотемпературную плазму с помощью сильных магнитных полей. Цель — воспроизвести на Земле условия термоядерной реакции, происходящей в недрах звёзд. Объём плазмы составляет около 830 кубических метров, что значительно превосходит все предыдущие токамаки, поэтому на установку возлагаются надежды по проверке ключевых физических и инженерных технологий, необходимых для будущих коммерческих термоядерных реакторов.

Выбор кольцевой конструкции токамака для ITER обусловлен тем, что заряженные частицы под действием сильного магнитного поля могут двигаться по кольцевой траектории, что позволяет максимально избежать прямого контакта со стенками установки. Проект предусматривает нагрев плазмы до температуры около 150 миллионов градусов Цельсия, что примерно в десять раз превышает температуру ядра Солнца. Поскольку на Земле невозможно поддерживать термоядерную среду за счёт гравитационного давления, как в недрах звёзд, исследователям приходится создавать экспериментальные условия с помощью более высоких температур, точного магнитного удержания, систем внешнего нагрева и вакуумной среды.

Столь высокая температура не означает, что вся машина будет нагрета до 150 миллионов градусов Цельсия. Ключевая сложность ITER заключается в том, чтобы удерживать высокотемпературную плазму в кольцевой вакуумной камере с помощью магнитного поля, одновременно используя такие компоненты, как дивертор, для обработки убегающих частиц, примесей и тепловых нагрузок. Сверхпроводящие магниты установки должны работать в условиях низких температур, а вакуумная камера, внутренние компоненты и опорные конструкции должны выдерживать сложные электромагнитные силы, тепловые потоки и механические напряжения — это одна из главных причин огромных масштабов проекта ITER и длительного периода строительства.

Согласно официальным данным, общая масса ITER около 23 000 тонн не означает, что установка полностью состоит из стали; в неё входят вакуумная камера, магниты, внутренние компоненты, опорные конструкции и множество вспомогательных систем. Только вес вакуумной камеры и связанных с ней компонентов составляет около 8 000 тонн, а центральный соленоидный электромагнит весит около 1 000 тонн. Проектная цель — достижение коэффициента термоядерного усиления Q≥10, то есть получение около 500 мегаватт термоядерной тепловой мощности при затратах около 50 мегаватт прямой мощности нагрева плазмы. Однако это не означает, что общий энергетический баланс всей установки будет положительным, и не подразумевает прямую подачу электроэнергии в сеть.

ITER в настоящее время находится на этапе непрерывного монтажа и технической настройки. Согласно обновлённому плану, начало дейтерий-тритиевых операций ожидается в 2039 году; по состоянию на 28 июля 2026 года шестой из девяти крупных модулей, образующих кольцевую структуру ядра токамака, был помещён в сборочную шахту, что означает, что на данном этапе две трети модулей уже установлены, а последний модуль планируется смонтировать в 2027 году. Как экспериментальная платформа, значение ITER заключается не в немедленном строительстве коммерческой термоядерной электростанции, а в создании крупномасштабной базы для проверки дальнейшего пути развития термоядерной энергетики.