Перспективи термоядерного синтезу як джерела енергії: технологічний та фізичний аспекти

Abstract

У роботі проаналізовано сучасний стан розвитку керованого термоядерного синтезу (КТС) як перспективного джерела безвуглецевої енергії. Розглянуто фізичні умови реалізації термоядерної реакції, зокрема критерій Лоусона та умови запалювання плазми. Проведено порівняльний аналіз магнітного та інерційного методів утримання плазми. Особливу увагу приділено технологічним аспектам створення промислових реакторів: використанню високотемпературних надпровідників REBCO, проблемам нейтронного навантаження, тритієвого паливного циклу та теплової ефективності установок. На основі сучасних результатів проектів ITER, SPARC та NIF оцінено перспективи комерціалізації термоядерної енергетики у 2035– 2050 роках.

The paper analyzes the current state of development of controlled thermonuclear fusion (CTF) as a promising source of carbon-free energy. The physical conditions required for the implementation of a thermonuclear reaction are considered, including the Lawson criterion and plasma ignition conditions. A comparative analysis of magnetic and inertial plasma confinement methods is carried out. Particular attention is paid to the technological aspects of industrial reactor development, including the use of REBCO high-temperature superconductors, neutron load issues, the tritium fuel cycle, and the thermal efficiency of fusion systems. Based on recent results from the ITER, SPARC, and NIF projects, the prospects for the commercialization of fusion energy in the period 2035–2050 are assessed.