Термоядерный синтез – обзор проектов от Experts Club
Разработка управляемого термоядерного синтеза постепенно переходит от отдельных лабораторных рекордов к созданию полноразмерных магнитов, вакуумных камер, систем охлаждения и экспериментальных установок, которые должны проверить возможность стабильного производства энергии.
Наиболее 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. Одновременно 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 вырабатывала бы больше электроэнергии, чем потребляет весь ее комплекс оборудования. Большинство объявленных сроков запуска первых электростанций в 2030-х годах остаются целевыми ориентирами, а не гарантированными датами.
Как возникает энергия термоядерного синтеза
Термоядерный синтез является процессом, который обеспечивает энергией Солнце и другие звезды. В ходе реакции легкие атомные ядра объединяются в более тяжелое ядро, а часть их массы превращается в энергию.
На Земле наиболее перспективной считается реакция между двумя изотопами водорода — дейтерием и тритием. При их соединении образуются ядро гелия и быстрый нейтрон. Примерно 80% высвобождаемой энергии уносит нейтрон, который затем должен нагревать окружающую реактор оболочку. 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 — приблизительно 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 требуется 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 соприкоснуться со стенками. Наиболее распространенной установкой такого типа является токамак. Альтернативой выступает стелларатор, имеющий более сложную форму магнитного поля, но потенциально лучше приспособленный для непрерывной работы.
При инерциальном 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 крупнейший 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 сопоставимого элемента международного реактора ITER, а запасаемая магнитная энергия — в три раза.
Тороидальные магниты формируют 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 освоил производство крупногабаритных сверхпроводящих катушек, специальной стали, низкотемпературной изоляции, систем защиты и сверхнизкоомных соединений. Однако один магнит сам по себе не является реактором. Для энергетической установки потребуется полный комплект катушек, вакуумная камера, криогенная система, нагрев плазмы, защита от нейтронов и оборудование для воспроизводства 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 показал возможность длительной работы сверхпроводящего токамака.
Следующим этапом должна стать установка BEST, строительство которой ведется в Хэфэе. Ее планируется завершить к концу 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 рассчитывают продемонстрировать положительный энергетический баланс и возможность выработки электричества примерно к 2030 году. Пока это заявленные цели проекта, которые должны быть подтверждены экспериментами.
США добились повторяемого лазерного зажигания
Главным государственным достижением США остается работа Национального комплекса лазерных термоядерных реакций NIF в Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса.
В декабре 2022 года NIF впервые получил от реакции синтеза больше энергии, чем лазеры непосредственно передали топливной мишени. После этого зажигание удалось повторить несколько раз.
В эксперименте апреля 2025 года лазеры передали капсуле 2,08 мегаджоуля, а реакция произвела рекордные 8,6 мегаджоуля термоядерной энергии. Коэффициент усиления на уровне мишени превысил четыре, а сам эксперимент стал восьмым успешным зажиганием на NIF. Результаты были подробно представлены лабораторией в апреле 2026 года.
Однако это еще не означает, что NIF стал электростанцией с положительным энергетическим балансом. Для питания лазерного комплекса требуется значительно больше электроэнергии, чем достигает топливной капсулы. Кроме того, NIF производит отдельные импульсы и создавался прежде всего для научных и оборонных исследований, а промышленная станция должна будет повторять выстрелы много раз в секунду, дешево производить высокоточные капсулы и эффективно преобразовывать тепло в электричество.
Параллельно в США развивается частный сектор. Министерство энергетики сообщило, что совокупные частные инвестиции в американские термоядерные проекты превысили $10 млрд. Утвержденная 9 июня 2026 года государственная дорожная карта предусматривает поддержку экспериментальных установок и попытку вывести коммерческую термоядерную генерацию на рынок в середине 2030-х годов. Ведомство при этом признает, что выполнение программы зависит от будущего финансирования и государственных партнерств.
Компания Commonwealth Fusion Systems строит в Массачусетсе компактный токамак SPARC с магнитами из высокотемпературных сверхпроводников. В апреле 2026 года компания оценивала готовность проекта примерно в 75%. SPARC не будет полноценной электростанцией: его задача — показать, что энергия реакций внутри плазмы может превысить энергию, затраченную непосредственно на ее нагрев.
Другой американский разработчик, Helion, использует импульсную магнитную систему с прямым преобразованием расширения плазмы в электричество. В феврале 2026 года компания заявила, что ее установка Polaris провела реакцию с дейтерием и тритием и нагрела плазму до 150 млн градусов. Эти показатели опубликованы самой компанией и пока не равнозначны демонстрации положительного баланса всей установки.
В июне Helion получила в штате Вашингтон лицензии на использование радиоактивных материалов и выбросы для строящегося комплекса Orion. Регуляторное разрешение позволяет продолжить создание объекта, но не подтверждает, что заявленные энергетические характеристики будущей установки уже достигнуты.
ITER собирает крупнейший международный токамак
Международный реактор ITER строится на юге Франции при участии Евросоюза, Китая, Индии, Японии, Южной Кореи, России и США.
ITER должен производить в плазме 500 МВт термоядерной мощности при внешнем нагреве 50 МВт, то есть достичь коэффициента Q=10. При этом установка не будет поставлять электричество в сеть. Ее задача — показать устойчивую работу горящей дейтерий-тритиевой плазмы и испытать технологии, необходимые для последующих демонстрационных электростанций.
В июне 2026 года на площадке завершили сборку центрального соленоида, состоящего из шести модулей. В июле в шахту токамака установили шестой сектор вакуумной камеры, после чего было собрано около двух третей будущего кольца реактора.
Проект значительно отстает от первоначального графика. Согласно обновленному плану, исследовательская эксплуатация должна начаться в 2034 году, работа на полной магнитной мощности — в 2036 году, а первые дейтерий-тритиевые эксперименты — в 2039 году.
Задержки ITER показывают масштаб инженерной сложности. Даже при международном финансировании изготовление уникальных магнитов, вакуумных модулей и систем охлаждения занимает десятилетия.
Советский Союз сыграл значительную роль в становлении исследований управляемого термоядерного синтеза. В Курчатовском институте в 1954 году был создан первый токамак, а позднее появился и сам термин, образованный от словосочетания «тороидальная камера с магнитными катушками».
Главной действующей российской экспериментальной установкой в этой сфере является токамак Т-15МД, введенный в эксплуатацию в 2021 году. На нем исследуют устойчивые режимы удержания плазмы, ее взаимодействие со стенками реактора, работу дивертора, дополнительный нагрев и управление плазменным шнуром. Полученные результаты предполагается использовать при разработке термоядерного источника нейтронов и гибридного реактора, сочетающего технологии синтеза и деления.
Таким образом, российская программа пока ориентирована не на строительство коммерческой термоядерной электростанции, а на проведение физических экспериментов, сохранение собственных научных компетенций, разработку реакторных технологий и со
- Последние
- Популярные
Новости по дням
3 августа 2026
