Фьюжен — что это такое? Определение, значение, перевод

Фьюжен или фьюжн (ударение на «ю») это стиль в дизайне, музыке или любом другом виде творчества, в основе которого лежит сочетание совершенно разных направлений, часто диаметрально противоположных, но вместе дающих неожиданно прекрасный эффект. Английское слово Fusion обычно переводится как «слияние» или «сплав». В русском языке оно часто употребляется как часть составных понятий, таких, например, как «джаз-фьюжн» или «фанк-фьюжн».

Возьмём, к примеру, творчество грузинской певицы Нино Катамадзе. Её стиль, сочетающий в себе элементы джаза, рока, этно-музыки и попсы, можно смело назвать джаз-рок-этно-поп-фьюженом. Или другой пример: израильская кухня представляет из себя феерический фьюжен из арабской, греческой, европейской и традиционно-еврейской кулинарных традиций.

Вы узнали, откуда произошло слово Фьюжен, его объяснение простыми словами, перевод, происхождение и смысл.
Пожалуйста, поделитесь ссылкой «Что такое Фьюжен?» с друзьями:

И не забудьте подписаться на самый интересный паблик ВКонтакте!

Фьюжен или фьюжн (ударение на «ю») это стиль в дизайне, музыке или любом другом виде творчества, в основе которого лежит сочетание совершенно разных направлений, часто диаметрально противоположных, но вместе дающих неожиданно прекрасный эффект. Английское слово Fusion обычно переводится как «слияние» или «сплав». В русском языке оно часто употребляется как часть составных понятий, таких, например, как «джаз-фьюжн» или «фанк-фьюжн».

Возьмём, к примеру, творчество грузинской певицы Нино Катамадзе. Её стиль, сочетающий в себе элементы джаза, рока, этно-музыки и попсы, можно смело назвать джаз-рок-этно-поп-фьюженом. Или другой пример: израильская кухня представляет из себя феерический фьюжен из арабской, греческой, европейской и традиционно-еврейской кулинарных традиций.

ФЬЮЖН — это… Что такое ФЬЮЖН?

FUSION — Перевод на русский

EnglishWe’ve got to take that, we’ve got to make that into a fusion reactor.

Нам нужно на основе этого эксперимента создать реактор синтеза.

English(Laughter) Nuclear fusion, I had about 10 minutes on that.

(Смех) Ядерный синтез, у меня было отведено на него 10 минут.

EnglishBut fortunately, if you can do this fusion reaction, you’ve got a neutron, so you can make that happen.

Но, к счастью, если удастся провести синтез, то появится нейтрон, а значит можно создать и тритий.

EnglishThe key question is, «When are we going to get fusion?»

Главный вопрос: «Когда мы получим ядерный синтез?»

EnglishBut that’s not really fusion power.

Но это еще не производство энергии из синтеза.

EnglishAnd that energy is what powers fusion.

Эта энергия [сопровождает] ядерный синтез.

EnglishThat’s just making some fusion happen.

Это просто управление реакцией.

Нужен ли нам фьюжн? Что такое фьюжн (fusion)

Под словом «фьюжн» (от англ. fusion – слияние, объединение) в кулинарии понимается смешение многих кулинарных традиций (продуктов и способов их обработки) в одном блюде. Этот стиль особенно моден в последние несколько десятилетий, но назвать его новым веянием было бы ошибкой, ведь вся история кулинарии – это постепенное смешение и взаимопроникновение культур. Американцы просто дали красивое название этой тенденции. Случилось это в конце 1970-х, когда в Калифорнию съехались представители тихоокеанских, южноамериканских и европейских народов, среди которых были и талантливые повара. Еще раньше, в начале 20 века подобное происходило на Гавайях, где соединились американские и японские кулинарные традиции.

Первый ресторан в стиле фьюжн был открыт в Лос-Анжелесе. Поварами в нём работали американцы, японцы и итальянцы. Первоначально под словом фьюжн подразумевалось слияние традиций востока и запада, например, японской и французской кухни или китайской и общеевропейской. Позже понятие расширилось и стало означать интеграцию любых, даже очень похожих, культур. Сейчас фьюжн – это в первую очередь компромисс, поиск местных заменителей экзотических продуктов и адаптация чуждых традиций к потребностям и вкусам местного населения. Например, острые китайские или полинезийские блюда в России готовят не такими обжигающими, а для приготовления плова используют не только баранину. Одно из направлений стиля фьюжн – «реанимация» древних рецептов и их адаптация к изменившимся условиям. Отдельное направление этого стиля – создание необычных сочетаний из продуктов одной кулинарной традиции (например, мясо, маринованное в кофе, или пельмени с орехами). Именно это направление породило ошибочное представление о стиле фьюжн как о сочетании несочетаемых продуктов. Блюда в стиле фьюжн хотя и неожиданны, но обязательно вкусны и сбалансированы.

На протяжении всей истории человечества, целые народы и одиночки мигрировали в дальние края, принося с собой рецепты любимых с детства блюд; путешественники обогащали кухню своей родины новыми продуктами, пряностями, кулинарными хитростями. Первые кулинарные опыты с картофелем, помидорами, кукурузой были сродни тому, как сейчас мы привыкаем к тропическим фруктам. Сегодняшние смелые эксперименты, в свою очередь, станут классикой для будущих поколений поваров. Попробовав заграничное блюдо, гурманы всегда стараются повторить его дома, используя местные ингредиенты. Иногда получается жалкое подобие, но иногда эксперимент удаётся, и появляется новое, самостоятельное блюдо. Широко известная история салата Оливье – яркий пример стиля фьюжн в советской кулинарии. Это блюдо уже давно живёт своей жизнью, и даже небольшой возврат к оригинальному рецепту (например, замена горошка каперсами), делает его непривычно-экзотическим. Калифорнийские роллы с авокадо и креветками, приготовленные по технологии суши, — другой пример смешения культур. Иногда бывает сложно определить, какие традиции лежат в основе блюда. Например, во многих кухнях мира есть мясной пирог, хлеб или лепешки. Разница заключается лишь в выборе мяса, муки и местных специях. К тому же, каждая хозяйка создаёт свой собственный фьюжн, даже готовя по рецепту, ведь вкус блюда очень сильно зависит от рук повара. Если проследить историю всех продуктов на нашем столе, окажется, что то, что мы едим – это самый настоящий фьюжн. Некоторые продукты настолько прочно вошли в нашу жизнь, что мы не считаем картофель во фритюре, рис или макароны с кетчупом блюдами в стиле фьюжн. Традиционное немецкое блюдо – колбаски с яблочным соусом – напротив, представляется смелым экспериментом, что уж говорить об итальянском «дьявольском мороженом» с острым перцем и чесноком.

Не существует строгих правил для приготовления блюд в стиле фьюжн. С минимальными знаниями и навыками можно создать интересное и вкусное блюдо. Главное, чтобы все продукты были свежими, а составляющие части блюда не конфликтовали по вкусу и консистенции. Первые опыты в стиле фьюжн не должны быть чересчур смелыми. Для начала попробуйте заменить один или несколько ингредиентов в ваших любимых блюдах. Обзаведитесь новыми пряностями или используйте уже знакомые пряности в других блюдах, например, добавьте палочку корицы при запекании мяса, щепотку карри – в привычный салат или тёртый имбирь – в тарелку супа. Для кулинарных опытов приобретите соевый соус, хорошее оливковое масло, свежий или маринованный имбирь. Эти продукты значительно изменят вкус знакомых блюд. Принцип смешения культур будет полезен тем, кто хочет разнообразить гарниры. Обратите внимание на булгур, нут, маш, чечевицу, горох, разнообразную фасоль и множество сортов риса. Попробуйте новые для вас способы обработки продуктов: кратковременная жарка в китайской сковороде вок, приготовление на пару, запекание рыбы в большом количестве соли. Сочетание русских блинов с принципом приготовления японских ролллов создаст интересное блюдо: блинные роллы. В приготовлении сложных блюд используйте принцип «нового понемножку» и добавляйте новый ингредиент в небольшом количестве к уже известному блюду. Не стоит готовить блюдо сразу из нескольких незнакомых вам продуктов. Коктейли – ярчайший образец стиля фьюжн в напитках. Китайский или индийский чай, смешанный с ромашкой, шалфеем и другими травами, растущими в вашей местности – другой образец эклектичной кулинарии. Очень необычен, но вкусен и полезен чай вприкуску со свежими яблоками или апельсинами.

Термином «фьюжн» охотно пользуются рестораны, часто прикрывая за ним недостаток мастерства повара. Ведь куда проще смешать экзотические ингредиенты и назвать это блюдо авторским, чем качественно приготовить традиционное мясное блюдо или десерт. К тому же, за «утку с диким рисом под имбирно-вишневым соусом» или за «омара с молоком кокоса» можно выставить астрономический счет. Настоящий профессионал не будет кичиться тем, что работает в стиле фьюжн и совмещает несовместимое, ведь основная задача повара – приготовить вкусное блюдо, а не композицию в стиле абстракционизма. Любой повар использует элементы стиля фьюжн в работе, модифицируя рецепты в зависимости от продуктов или просто импровизируя по настроению. В кулинарии, как и везде, успех импровизации зависит от опыта. Хороший повар, даже импровизируя, точно знает, что делает. Как и в дизайне или в музыке, для смешения несовместимого необходим безупречный вкус и чувство меры. Чтобы вкусно приготовить баранину или птицу в шоколаде, недостаточно механического соединения компонентов. Такие эклектичные блюда требуют множества экспериментов и специальных знаний. Например, рецепт мороженого с грибами несколько лет разрабатывался в одном из лондонских ресторанов. Для приготовления этого блюда сырые яйца выдерживаются вместе с трюфелями, впитывая их запах. Мороженое подаётся на стружке из трюфелей с грушей, маринованной в бальзамическом уксусе.

Возросшая популярность стиля фьюжн именно в последние годы объясняется огромным количеством новых продуктов со всего света в сочетании с доступной информацией и разнообразными кухонными приборами, позволяющими варьировать и комбинировать способы приготовления блюд. Питание современного человека настолько унифицировано, что традиционные кухни уже становятся экзотикой. В погоне за новыми вкусами или за удобством мы рискуем забыть, что наибольшую питательную ценность для человека представляют продукты, выращенные там, где он родился. Попробуйте заменить ставший привычным кухонный фьюжн на простые (или непростые) блюда из местных овощей, фруктов, злаков, даров леса и почувствуйте разницу.

Рецепты в стиле фьюжн

Овощное ассорти

Ингредиенты:

примерно равные части моркови, кукурузы, зелёного горошка, сладкого перца, грибов, стручковой фасоли, стеблей сельдерея и картофеля,

50-100 г кешью,

оливковое масло для жарки.

Приготовление:

Измельчите овощи и орехи, разогрейте сковороду вок и обжарьте сначала морковь, затем добавьте к ней остальные овощи и, в последнюю очередь – орехи. Подавайте с соевым соусом или как гарнир к мясу.

Летний суп

Ингредиенты:

300-400 г шпината,

2 апельсина,

1 луковица,

2 ст.л. оливкового масла,

1 л овощного бульона,

сливки, соль, пряности – по вкусу.

Приготовление:

В кастрюле спассеруйте лук, добавьте шпинат, апельсиновый сок и цедру, влейте бульон и доведите суп до кипения. Варите на слабом огне 10-15 минут, добавьте соль и пряности, остудите. Подавайте со сливками и дольками апельсина.

Блинные роллы

Ингредиенты:

для блинов:

1 яйцо,

130 г муки,

300 г молока,

50 г маргарина или сливочного масла,

соль по вкусу.

для начинки:

100 г риса японика,

1 огурец,

1 варёная морковь,

1 сладкий перец,

1 стебель сельдерея,

3-4 пера зелёного лука,

васаби,

укроп, петрушка для украшения.

Приготовление:

Приготовьте большие тонкие блины, сварите рис. Нарежьте овощи тонкими длинными ломтиками. Уложите рис и овощи на край блина, смажьте васаби, скатайте рулет и разрежьте на роллы толщиной 2-3 см. Если рулеты слишком толстые и рассыпаются, перевяжите их луком и украсьте зеленью. (Для десертного варианта роллов используйте творог с вареньем, бананы и апельсины.)

«Горячая» клубника

Ингредиенты:

200 г свежей клубники,

200 г сливочного мороженого,

4 ст.л. виски или коньяка,

2 ч.л. мёда,

1 ч.л. чёрного молотого перца.

Приготовление:

Разрежьте ягоды пополам и разложите по тарелкам, сверху положите мороженое и полейте виски и мёдом. Приправьте перцем.

Ольга Бородина

Что такое кухня фьюжн?

Есть ли у нее какие-то правила? Попробуем разобраться.

В переводе fusion означает слияние, сочетание, сплав. Возникло это направление в США более 20 лет назад. И очень быстро распространилось по всему миру. Одно из самых известных блюд кухни фьюжн — калифорнийские роллы. Традиционные японские суши американцы успешно преобразовали в самое популярное блюдо в японских ресторанах за пределами Японии.

Но чаще термин «фьюжн» относится к фантазийному и творческому направлению в кулинарии. И такие блюда подаются в ресторанах высокой кухни.

Нестрогие правила

Каких-то строгих правил в этом направлении нет. Можно использовать практически любые продукты. Главное — они должны сочетаться друг с другом! В одном блюде будут успешно «уживаться» фрукты, овощи, мясо, если они совместимы по вкусу. И могут совершенно не сочетаться два вида овощей, если они не совместимы. Поэтому любой повар, работающий в кухне фьюжн, должен обладать чувством меры и четким понятием вкуса, чтобы без рецептов придумывать новые интересные сочетания. Продукты в этом случае будут дополнять друг друга по вкусу и структуре.

Блюдам фьюжн присуща легкость и свежесть. Поэтому в них практически никогда не используется майонез. Но очень приветствуются растительные масла — оливковое, кокосовое, ореховое, из виноградных косточек, кукурузное. А также цитрусовые соки и множество пряностей (мята, имбирь, базилик и т.п.)

Необычную нотку можно внести практически в любое блюдо. Но главное, что нужно помнить, кухня фьюжн создается только из свежих и качественных продуктов. Нельзя заменить пармезан дешевым сыром. И в любом случае вкус должен получиться гармоничным.

Направления кухни «фьюжн»

Разделения на направления в данном случае достаточно условны, но можно выделить несколько видов кухни.

Смесь неожиданных продуктов. Это основное направление кухни. В одно и то же блюдо попадают самые необычные продукты. Это могут быть пельмени с креветками, суп с грушами и многое другое. Поле для экспериментов здесь очень большое. Особенно ярко фьюжн проявляется в десертах. Перец чили фаршируют ванильным мороженым, а в конфеты кладут васаби.

Также к кухне фьюжн относятся традиционные блюда с необычными специями. Европейские блюда можно подать с восточными соусами, традиционные суши с соусом карри, положить имбирь там, где предусмотрена мята.

Блюда, базирующиеся на одной культуре. В такие рецепты добавляются ингредиенты и вкусы, присущие для другой культуры. И получается что-то совершенно новое. Например, в классическую пиццу кладут пережаренные бобы или другие составляющие тако. На выходе мы получаем «Пиццу тако».

Замена оригинальных ингредиентов. Бывает, что рецепт содержит редкие продукты, например, птицу, которая водится только на определенной территории. И поэтому повар вынужден будет ее заменить на что-то похожее.

Изменение формы подачи блюд. Если надоела классическая презентация, можно придумать совершенно новый вариант. Салат «Шуба» можно подавать в форме рулета или в качестве начинки к блинам.

Кухня «фьюжн» доступна для любой хозяйки. В сети можно встретить рецепты кокосового супа с курицей и имбирем, говядины с морковью, кабачковых сэндвичей, торта тирамису и многих других фьюжн-кушаний.

Экспериментируйте и приятного аппетита!

Что такое кухня фьюжн: современные блюда

В последнее время нам часто приходится слышать о кухне фьюжн, многие рестораны все чаще  предлагают фьюжн-меню наряду с блюдами украинской, европейской, азиатских кухонь. Фьюжн, авторская кухня – признаки высокого класса ресторана. В нашей стране это понятие известно с конца 90-х – начала 2000-х годов и связано прежде всего с возрастающим интересом к кухням других стран и с доступностью различных заморских продуктов.

Читай также: 7 секретов идеального стир-фрай

Фьюжн (fusion) в переводе с английского означает «смешение, слияние, сплав». Применительно к кулинарии это смешение разных (иногда на первый взгляд несочетаемых) продуктов, возможно даже продуктов из разных стран. Примеры кухни фьюжн: это гарнир одной национальной кухни, мясо, приготовленное согласно кулинарным традициям другой, и соус родом из совсем другого континента. Либо же блюдо может представлять собой смешение непривычных для традиционной кулинарии ингредиентов, позволяющее получить совершенно новый неожиданный вкус.

Разные источники называют разное время и происхождения данного направления в кулинарии. Хотя, если разобраться, оно существует на протяжении тысячелетий. Люди с самых давних времен пробовали новые продукты, придумывали наиболее удачные их сочетания, а с развитием международных связей также заимствовали продукты и кулинарный опыт других стран. Бразильская кухня, например, сложилась под влиянием индейской, португальской и африканской, датская сочетает в себе немецкие и скандинавские традиции, карибская вобрала в себя черты испанской, французской, английской, датской, африканской, арабской, индийской, китайской и креольской.

Макаронные изделия, столь популярные в итальянской кухне, на самом деле родом из Китая, помидоры – из Америки. Порошок карри в XVII веке изобрели англичане-колонисты, смешав несколько индийских специй, чтоб доставить их на родину в компактом виде. Даже в советские времена, когда меню в заведениях общепита было довольно ограниченным, авторская кухня все же существовала. Авторскими блюдами называли фирменные блюда кулинарных заведений.

В соответствующем постановлении, принятом еще в 1971 году, была дана такая формулировка: «К фирменным блюдам, напиткам и кулинарным изделиям следует относить блюда и изделия, приготовленные по новым рецептурам, существенно отличающимся от имеющихся в действующих сборниках рецептур, обладающие новизной технологии приготовления, высокими вкусовыми качествами, оригинальностью в оформлении, удачным вкусовым сочетанием продуктов».

На сегодня в Европе никакой повар не сможет стать знаменитым, не представив общественности собственных авторских блюд. Присвоение мишленовских звезд возможно только для ресторанов с авторской кухней. Любой авторский ресторан в любом случае выше и дороже обычного, даже очень достойного ресторана с любой национальной кухней. Само понятие «фирменные блюда» должно говорить потребителю, что эти блюда можно попробовать только в этом ресторане, это его визитная карточка.

Читай также: Есть, что перенять: как сервируют стол в разных странах

Благодаря профессиональным шеф-поварам, разрабатывающим авторские блюда, ресторанная кулинария развивается и совершенствуется. Разрабатываются новые сочетания ингредиентов, новые соусы, десерты, салаты, способы приготовления, способы подачи блюд. Но следует иметь ввиду, что создание авторских блюд, как и любое экспериментирование, приводит иногда к непрогнозируемым результатам. Настоящий фьюжн – это высший пилотаж, божий дар шеф-повара. Продукты, собранные в одном фьюжн-блюде, должны сочетаться не только по вкусу, но и по своей структуре, дополнять друг друга.

Человек, который работает с авторской кухней, должен иметь безупречный вкус и знать, как продукт реагирует на ту или иную обработку. Но самое главное – опыт работы с кухнями мира, в то же время важно учитывать кулинарные предпочтения своих соотечественников. Без этого ни один повар не сможет создавать вкусные и продаваемые блюда. Приобретение опыта работы именно с авторской кухней – процесс долгий и в большей мере основывается на методе проб и ошибок, а также заимствовании. Кроме того, необходимо интуитивно чувствовать вкусовую гармонию. Признаком фьюжн является также приспособление заимствованных из других национальных кухонь блюд под отечественные традиции. Когда готовят, к примеру, полинезийские блюда, то делают их менее острыми.

Не обходятся без новых рецептов и необычных сочетаний и мировые знаменитости. Клер Робинсон предлагает приготовить суп-гаспачо из белого винограда, салат из арбуза и козьего сыра, Джейми Оливер – оленину в шоколадном соусе, ананасовое карри, геозу в тайском стиле. Нельзя утверждать точно: авторская кухня, фьюжн – это хорошо либо же лучше готовить традиционные, проверенные блюда и не изобретать велосипед.

Скорей всего, и вправду пусть этим занимаются профессиональные повара, а любители могут лишь подкорректировать вкус того или иного блюда, добавив какой-то новый ингредиент, заменив его по своему вкусу другим продуктом, заправив любимым соусом или добавив понравившуюся приправу. Что касается ресторанов, то тут каждому свое: если вы перепробовали сотни блюд из разных национальных кухонь, вам наверняка захочется чего-то нового и необычного, но если вы консерватор и предпочитаете только то, что знакомо и привычно – конечно же, это не для вас.

Читай также: Хозяйке на заметку: какой бывает горчица — 3 вида

Однако в любом случае хорошо то, что несмотря на богатый опыт и традиции, кулинария не стоит на месте, появляются новые авторские рецепты, люди открывают для себя новый вкус давно знакомых продуктов.

Если вы заметили ошибку, выделите необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редакции.

Еда в стиле fusion. Кулинарный стиль «Фьюжн». Основные особенности. Характеристика

Сделать кухню в стиле фьюжн не так просто, как может показаться на первый взгляд: мы подготовили коллекцию фото и советов, которые помогут в этом.

Особенности

История его появления достаточно занятная: он был создан несколькими дизайнерами в Филиппинах в 80-е годы, но уже скоро приобрел бешеную популярность во всем мире. Почему так? Сейчас разберемся.

И начнем с банального — а что это такое?

По сути стиль фьюжн — микс различных направлений дизайна, использование их ярких характерных черт в любой, самой причудливой комбинации. Возможно, звучит это странно — ну кому придет в голову в одном помещении использовать лофт и классику?

Однако при правильном подходе он дает шанс создать помещение, где все смотрится гармонично. Да, это достаточно сложно. Давайте разберемся, как нужно действовать, чтобы в результате получилась стильная кухня:

• Основополагающий принцип — полная свобода материалов и оттенков
  . Вольно совмещайте все, что нравится. Металл с деревом, плитку с обоями, пластик с гранитом. Согласитесь, найти баланс и не удариться в дешевый китч нелегко. Поэтому тем, кто решился оформить интерьер кухни в стиле фьюжн, рекомендуем обратиться за консультацией к дизайнерам.
• Такая же свобода и в работе с цветами
  . Броские яркие комбинации, неожиданные акценты — все это создает удивительную атмосферу. Опять же, главное не переборщить. Можно покрасить каждый предмет разноцветными красками… Но выдержите ли вы такую пестроту?
• Не пытайтесь использовать сразу все
  . Слишком много декора, загроможденное пространство — это то, что вам точно не нужно. Цель — сделать красивую кухню-фьюжн, а не собирать образчики каждого стиля в одном помещении.
• Избегайте хаотичности
  — все должно располагаться на своем месте. Главное — целостная общая картинка, а не набор случайно подобранных элементов.
• Лучше отказаться от рожковых люстр в пользу точечных светильников. Если правильно развести освещение, то вы сумеете подсвечивать тот или иной элемент — вполне в духе фьюжн. Или используйте набор непохожих друг на друга ламп — стильно и функционально.
• Уделите особое внимание декоративным предметам. Они должны подчеркивать общую атмосферу. Зато выбирать их можно на свое усмотрение, не ориентируясь на то, что разрешено, а что нет.

Как видите, в стиле фьюжн легко сделать те же ошибки, что и, например, в . Однако если вы проявите хороший вкус и будете соблюдать умеренность, то ваша кухня еще долго будет вызывать исключительно восхищение. Давайте посмотрим, как его реализовывать в помещениях различной планировки.

В интерьере

Такое оформление потребует немалых затрат — в первую очередь, времени и сил. Цена материалов может быть бюджетной, а вот без составления подробного проекта и тщательной планировки не обойтись.

Современный фьюжн отличается большим разнообразием, поэтому не удивляйтесь, что порой на фото не получается найти ничего общего.

Идея сделать яркий и красочный интерьер имеет нюансы: тут очень сложно ошибиться с подбором . Например, вот хороший образец баланса.

Сочные, насыщенные цвета стульев и масштабный принт им в тон на одной из стен. При этом пол нейтральный, а пастельная палитра остальных стен и мебели элегантная и утонченная. Использованы приемы лофта в сочетании с бохо и неуловимыми нотками чего-то европейского.

Достигнуть такого эффекта непросто: если присмотреться, заметно, что все оттенки сочетаются между собой, а яркие мазки подчеркнуты сдержанным фоном.

Заслуживают внимания и плафоны люстр: несложной формы, но украшенные росписью в тон. Кстати, заметили, что они не одинаковые? Это характерная черта фьюжена.

В прошлый раз, беседуя о модных кулинарных тенденциях, мы затронули тему . Кухня фьюжн — несколько менее новое и экзотическое направление современной кулинарии, однако и с ней не все так просто. Что же такое настоящий фьюжн и чем он отличается от обыкновенного бесвкусного китча?

Что такое кухня фьюжн?

В простейшем виде фьюжн можно определить как сочетание элементов региональных кухонь со всего света с целью получить неожиданные и инновационные вкусовые сочетания. Казалось бы, все проще пареной репы — ан нет. Пареной репой, как и другими жемчужинами мировой кулинарии, мы обязаны объективным факторам: повара и хозяйки, веками имея доступ лишь к местным сезонным продуктам, были вынуждены изобретать методы приготовления того, что есть, наиболее эффективным способом — то есть вкусно и полезно. Тем не менее, определенный культурный обмен в области кулинарии прослеживался уже в Средние Века и даже раньше. Так, знаменитая итальянская — не что иное как видоизмененная лапша, привезенная с далекого Востока Марко Поло, а итальянские же томатные соусы и швейцарский шоколад — наследие, доставшееся нам после покорения новых континентов. Нельзя не упомянуть и монгольское нашествие, без которого не было бы среднеазиатской да и многих других европейских кухонь!

Однако то были явления единовременные, спорадические, носившие, скажем прямо, вторичный характер: что ни говори, а назвать появление швейцарского шоколада главным результатом колонизации Америки язык мало у кого повернется. В современном же виде фьюжн зародился в США и Австралии, и уже оттуда начал свое победоносное шествие по миру. Одним из основных направлений фьюжн является сочетание ингредиентов и кулинарных приемов западной и восточной кухни, и описаниями таких блюд, как севиче из лосося с сальсой из манго, интернет полон в изобилии. Однако на фьюжн не нужно смотреть, фьюжн нужно пробовать. В том числе и пробовать готовить.

Готовим дома в стиле фьюжн!

Основные приемы кухни фьюжн вы можете использовать и на своей кухне, более того, многие из них вы наверняка уже освоили:

• Замена одних элементов традиционных рецептов другими. Например, вы можете заменить яблоко ананасом или папайей.
• Добавление в традиционный рецепт специй, применяемых в другой кухне — попробуйте приготовить знакомое блюдо, приправив его индийскими специями, и вне зависимости от результата, вы будете удивлены тем, насколько изменился привычный вкус.
• Соединение рецептов разных кухонь в одном блюде. Вы можете приготовить блюдо на европейский манер и сочетать его с соусом или гарниром, приготовленным по восточной рецептуре.
• Придание знакомым блюдам необычной формы. Так, известный повар Илья Лазерсон предлагал парижским гурманам следующую версию русских щей: прозрачный с пельменями, начиненными кислой капустой, и круассаны с гречкой.
• Приспособление традиционных рецептов иностранной кухни под местный вкус. Всем известно, что оригинальная китайская или мексиканская кухня настолько остры, что среднему нетренированному европейцу попросту не совладать с такой остротой, блюда же, которые подают в местных китайских и мексиканских ресторанах, адаптированы под наши способности к пожаротушению в своем организме.

Разумеется, существует и множество других приемов, которые вы, набив руку, без труда определите для себя самостоятельно. Пускаясь на эксперименты, главное не забывать — изменения в рецепт не должны вноситься в ущерб качеству (замену пармезана дешевым сыром в итальянских рецептах не оправдать, даже прикрываясь фьюжном) и сочетаемости одних продуктов с другими. В остальном вы вольны творить, руководствуясь собственными чутьем и вкусом. Не бойтесь испытывать неожиданные сочетания, возможно, вы сотворите новый кулинарный шедевр в стиле фьюжн.

Тем, кто хочет создать на кухне интересное оформление, в котором сочетается одновременно несколько вариантов стилей, можно порекомендовать стиль фьюжн.

Кухонный интерьер с подобным дизайном привлекает яркостью и стильным обликом, но при условии продуманного подбора каждой детали.

Комбинация стилей отразит яркую натуру владельцев и подчеркнет креативность.

Чтобы избежать ошибок при формировании такого необычного и вместе с тем гармоничного оформления, изучите рекомендации профессионалов в области дизайна интерьеров.

Создателям стиля удалось перевернуть сознание общества и доказать, что отказ от правил, традиций и общепринятых норм, сочетание самых необычных вещей может стать основой для создания необычного и удивительно красивого стиля в интерьере.

Узнаем о модных веяниях в декорировании поверхностей и меблировке, необычных особенностях, отдельных элементах и аксессуарах, подчеркивающих стиль.

Стилевые особенности

Фьюжн, как стиль дизайна, появился в 80-х годах; в те годы американские специалисты по дизайну стали придерживаться модных европейских тенденций. Свой вклад в формирование этого направления внесли традиции в области кулинарного дела, а именно — повара из Европы, создававшие необычные блюда с экзотическими ингредиентами и различными способами стремившиеся подчеркнуть их оригинальность.

Слово «фьюжн» значит «смешение»: в этом стиле сочетается целый ряд дизайнерских направлений. В нем есть классические черты, абстракция и современные детали.

Подобное оформление можно отличить по следующим признакам:

Такой дизайн понравится личностям, склонным к интерьерным экспериментам, любителям путешествий, стремящимся к познанию новых культур и желающим продемонстрировать свой характер через интерьерные детали. Креативные натуры непременно оценят преимущества такого декора.

Многие думают, что воссоздать этот стиль в кухонном интерьере — слишком сложная задача, но с ней реально справиться собственными силами.

Начать нужно с изучения фотографий готовых интерьеров с таким дизайном, ознакомления с рекомендациями профессиональных дизайнеров — после этого можно смело экспериментировать.

Какую мебель выбрать

Для воссоздания в интерьере кухни стиля фьюжн нужно подобрать подходящую меблировку.

При обустройстве таких помещений используют элегантные модульные кухонные гарнитуры и при этом незамысловатые мебельные изделия. Один из предметов мебели нужно сделать акцентным, от него и будет отталкиваться остальное оформление.

Главным элементом можно сделать стол или яркую бытовую технику.

Другие интерьерные составляющие подбираются таким образом, чтобы не выделялись общие особенности. Можно сочетать предметы обстановки по цвету, конфигурации, размерам, дизайну, фактуре и другим параметрам.

Гарнитур для кухни с интерьером, выдержанным в стиле фьюжн, лучше приобрести светлый. Контраст можно создать за счет темной столешницы — такая рабочая поверхность будет отвечать еще и требованию практичности.

Оригинально смотрится мебель, в дизайне которой сочетается несколько материалов — с поверхностями из дерева, стекла и пластика.

Совет:
в кухонный интерьер прекрасно впишется гарнитур с яркими блестящими фасадами. За счет эффекта отражения вы сможете зрительно раздвинуть границы комнаты – это идеальный вариант для малогабаритной кухни.

Если вам нужно выполнить обустройство большой рабочей зоны, так, чтобы была возможность скрыть в шкафах максимальное количество предметов, отдайте предпочтение угловой планировке.

Хорошим выбором станут и линейные кухни. Купив такую мебель, вы оставите пространство для беспрепятственного перемещения по помещению.

В маленькой комнате важно правильно распределить площадь: разместите под потолком вместительные шкафы, в угол поставьте сервант, используйте механизмы, с помощью которых можно сдвигать дверцы. Некоторые вещи можно убрать на балкон, если туда есть выход из кухни или при совмещенной с кухонным помещением планировке.

В таком интерьере уместны открытые полки.

Мебельные фасады могут выглядеть по-разному. Если вам нравится минимализм, отдайте предпочтение изделиям со стандартными ручками или вовсе без них. Если в интерьере присутствуют черты старины, подберите меблировку с изысканными фурнитурными элементами.

Бытовая техника может иметь современный дизайн, удачным выбором также станут ретро-модели. В большинстве случаев при помощи кухонной техники расставляются пестрые акценты.

Придать интерьеру кухни оригинальность можно за счет яркого холодильника, варочной панели, оснащенной подсветкой и других необычных деталей.

Стол обычно выбирают в соответствии со стилем ключевых мебельных элементов. Принимая во внимание, что во фьюжн-дизайне есть современная направленность, можно вместо обычного стола использовать остров или барную стойку. Их можно задействовать и в качестве дополнительных рабочих поверхностей.

Если вы приняли решение декорировать кухню, объединенную с гостиной, подбирайте декор так, чтобы облик соседнего помещения не искажал вашу концепцию.

Комнату можно визуально поделить на функциональные зоны при помощи различий в отделке и цветовой палитре, но в интерьере непременно должны быть единые черты.

Самые удачные цветовые сочетания

Для таких интерьеров характерны насыщенные цвета в меблировке и в отделке. Простейший способ внести разнообразие в цветовую палитру кухни – акцентировать внимание на одной из стен (предпочтительно свободной).

Если для акцентирования выбран темный оттенок, непременно используйте в дизайне кухонного помещения один светлый цвет, иначе комната получится мрачной и недостаточно освещенной. Чтобы передать всю привлекательность фьюжн-дизайна, нужно грамотно подбирать цвета.

Еще один вариант формирования акцентов предполагает покупку гарнитура, по цветовой гамме отличающегося от других интерьерных составляющих и поверхностей. Мебель может быть как яркой, так и темной.

Выделить контрастность оформления можно при помощи классических цветовых дуэтов.

Наибольшей популярностью пользуется бело-черная комбинация. Разнообразьте этот дуэт яркими вкраплениями (изумрудными, желтыми, красными), и вы создадите стильный кухонный интерьер с современными чертами.

Невзирая на то, что фьюжен многие воспринимают, как довольно свободный в плане выбора цветов, есть пара правил, которым нужно следовать:

1. Постарайтесь не применять тона, принадлежащие к пастельной гамме. Поменяйте нежные абрикосовые, голубые, салатные и розовые оттенки на яркие.
2. Не забывайте о том, что цвета должны сочетаться между собой. Если акцентный цвет не вписывается в основную цветовую палитру, включите в обстановку другие элементы в такой гамме.

В ряде стилей можно применять оттенки, почти не встречающиеся в естественной природной среде. При создании кухонного интерьера в стиле фьюжн вы можете не ограничивать фантазию. В таком оформлении будет уместен мятный оттенок, лиловый, бирюза и множество других.

Если вам нравится экспериментировать с цветовой палитрой, попробуйте реализовать еще один необычный эффект. Меблировку или отделку с золотистым или серебряным отливом дополните хромированными элементами. При ярком свете они продемонстрируют роскошь обстановки.

Читайте о том, как создать : способы и варианты дизайна, оригинальный декор, элементы и аксессуары — подборка фотографий.

Большую галерею фото кухонь в стиле винтаж можно посмотреть .

Лучшие фасоны штор на кухню хайтек — узнайте, какие лучше выбрать, в статье по адресу:

Облицовка поверхностей

Экстравагантную направленность оформления легко подчеркнуть за счет грамотно выбранных материалов для отделки.

Напольное покрытие можно сделать бетонным, постелить ламинат либо линолеум с рисунком под древесину или даже доски, покрашенные в нужный цвет.

Хорошим решением станет кафель квадратной формы большого размера и материалы, имитирующие каменную фактуру.

Потолок можно отделать при помощи навесных панелей, окрасить или декорировать деревянными балками. Прекрасно впишутся в такой интерьер натяжные потолочные конструкции яркого цвета либо с зеркальными вставками.

Стены чаще всего окрашивают или оклеивают обоями. Основную поверхность рекомендуется декорировать более выразительно, например, при помощи фотообоев, обойных полотен с узорами или деревянных панелей.

Зону фартука обычно оформляют цветной плиткой, используют в отделке стекло или яркий пвх-материал.

В такой обстановке уместна и отделка, имитирующая каменную или кирпичную фактуру.

«Уличный декор» можно комбинировать с другими стилями, используемыми в оформлении.

Аналогично смотрится и декоративная штукатурка, применяемая для облицовки стен.

Фьюжен-дизайн подразумевает объединение нескольких направлений, поэтому в таких интерьерах допустимо сочетать разные материалы.

Натуральные покрытия можно комбинировать с искусственными, жесткие фактуры — с мягкими, рифленые поверхности — с гладкими, матовые — с блестящими.

Придать кухонному интерьеру уют поможет текстиль, причем речь идет не только об аксессуарах, но и о мебельной обивке.

Декорируйте стены оригинальными панно, сделанными из тканевых обоев, или застелите пол в зоне для приема пищи маленьким ковриком. Подобное оформление особенно подходит для кухонных помещений со студийной планировкой.

Декоративные составляющие

Кухня с интерьером, выдержанным в направлении фьюжн, должна быть хорошо освещена. Особое внимание уделите выбору световых приборов.

В центральной части потолка повесьте люстры оригинальной геометрической формы или причудливой конфигурации и ярких расцветок. Такие источники света рекомендуется сочетать со встроенными, точечно расположенными светильниками в других функциональных зонах помещения.

Важно!
Все осветительные приборы должны образовывать единую композицию; используйте светильники в идентичном дизайне.

При планировании светового сценария можно задействовать и модную сегодня светодиодную подсветку. Смонтируйте ее в зоне для приготовления пищи, встройте в полки и ниши, используйте для лучшего освещения зоны столовой.

Придать интерьеру динамику можно за счет цветной подсветки.

Оконные проемы в такой кухне лучше оформить длинными классическими шторами, сшитыми из наполовину прозрачного материала. Такие занавески не будут препятствовать проникновению солнечного света в комнату днем.

Еще одно удачное решение для оформления окон – жалюзи. Декорировав оконные проемы жалюзи либо рулонными шторами, вы сможете регулировать естественное освещение на кухне.

Для создания дополнительного акцента отдайте предпочтение яркой палитре.

Придать интерьеру законченный вид помогут мелкие детали, подчеркивающие его яркость и оригинальность:

При помощи перечисленных способов декора вы сможете внести разнообразие в оформление кухонного помещения, оживить каждый элемент в интерьере. Но обязательно соблюдайте порядок и не перенасыщайте обстановку аксессуарами, особенно если кухня маленькая.

Интерьеры кухонь в стиле фьюжн всегда выглядят по-разному. В каждом помещении проявляется черты, свойственные характеру владельцев. Вы без труда создадите уникальное оформление, передающее ваш жизненный настрой.

Видео

Посмотрев это видео вы получите подобную информацию о том как создать удивительно красивый интерьер кухни в стиле фьюжн:

Галерея фото

Если говорить о современных кухнях, то композиция «Фьюжн» является их ярким представителем. Строгие линии и глянцевые поверхности автоматически причисляют её к жанру Hi-Tech. Минимализм внешнего вида позволяет вообще не обращать внимания на гарнитур в интерьере, он является своеобразным фоном, дополнением и воспринимается как обычная качественная отделка. Дизайнеры постарались сделать потайные ручки, которые не выдают в композиции «Фьюжн» предмет мебели. Хорошо сочетается с любым ультрасовременным решением.

Особенности использования в интерьере

Эта кухонная композиция открывает большое количество возможностей по оформлению помещения:

• Смелая бытовая техника, выполненная в полированном или матовом металле, отлично подойдёт к этой композиции;
• Столешница под натуральный камень «Антарес» и глянцевые ламинированные поверхности «Brilliant» играют на контрасте. Поэтому получится условно разделить кухню на несколько зон;
• Изделие хорошо сочетается с нейтральными натуральными текстурами под натуральное дерево или камень.

Это лучший выбор для хозяек, любящих готовить. Прочный «Акрилит», покрывающий поверхности, устойчив к загрязнениям, за ним очень легко ухаживать.

Во все времена люди пытались совместить на первый взгляд несочетаемые вещи. Не всегда получалось что-то хорошее, но иногда результат превосходил все ожидания.

фьюжн?

Японские роллы, средиземноморские салаты, китайская лапша и еще много различных деликатесов — на свете столько вкусных блюд, но почему же все это отдельно друг от друга? Действительно ли нужно каждый раз выбирать? И это вместо того, чтобы соединить все самые прекрасные элементы из кухонь мира? На самом деле все возможно.

Кухня фьюжн (от английского fusion — слияние, смешение) — одновременно одно из самых новых и старых направлений в кулинарии. Впрочем, этот термин относится не
только к этой области, его можно встретить буквально где угодно. Применительно к кулинарии особенность этого стиля заключается в соединении несовместимого. Но это не как могло бы показаться, каждое блюдо тщательно выверено и буквально является шедевром поварского искусства. Только высококлассные кулинары могут филигранно соединять элементы европейской и азиатской или средиземноморской и тихоокеанской кухни. Однако на более или менее простом уровне это направление доступно абсолютно всем.

История

Разумеется, во все времена существовали люди, искавшие новые вкусы и сочетания.
Они подарили миру замечательные блюда, теперь уже кажущиеся привычными и не вызывающими удивления. Но когда-то немыслимые сочетания казались дикими, а потому страшно популярными.

Однако кухня фьюжн получила свое название не так уж и давно, несмотря на то, что ее существование явно насчитывает сотни, а скорее всего даже тысячи лет. Доподлинно неизвестно, кто первым вернулся к этому направлению. Одна из версий — французские повара, которые хотели вновь разжечь угасающий интерес к своим кулинарным традициям. Другой вариант — американцы, рассердившиеся на весь мир за то, что их считается фастфуд. В любом случае второе рождение этого направления дало мощный стимул к экспериментам, в том числе и в домашних условиях.

Как это сделать?

Талантливые повара-самоучки, к сожалению, редкость, но это не значит, что кухня в
стиле фьюжн недоступна простым смертным. Первые шаги в этом направлении можно сделать, руководствуясь следующими принципами:

Внести необычную нотку можно совершенно в любое блюдо, однако нужно помнить, что в любом случае все ингредиенты должны быть свежими и качественными. Даже кухня фьюжн не допускает использования дешевого сыра вместо пармезана в рецептах
в итальянском стиле.

Легко можно разнообразить свой рацион, если не бояться экспериментов. Поначалу можно лишь немного менять привычные рецепты, добавляя незнакомые приправы, делая блюдо чуть более острым или делать акцент на кислинке. Вкус каждого ингредиента должен ощущаться в отдельности, но и в целом композиции необходимо быть гармоничной. Вот в чем состоит истинная кухня фьюжн.

Другие современные стили

В условиях жесткой конкуренции в ресторанном бизнесе поварам приходится изобретать все новые направления, чтобы угодить взыскательным гостям. Пожалуй, один из самых новых и необычных стилей — молекулярная кухня. Ее особенность состоит в том, что все блюда подаются в крайне неожиданном виде: крем из лосося, мороженое из свеклы, спагетти из шпината, пена из клубники. Талантливые кулинары считают, что это возвращение к истокам, чистым вкусам. Но повторить это в домашних условиях без профессионального оборудования практически невозможно из-за особых условий приготовления. Так что пока поварам, следующим модным тенденциям, остается осваивать кухню фьюжн.

Что такое Fusion?

Что такое Fusion и почему его так сложно достичь?

Пятьсот лет назад цивилизация ацтеков в современной Мексике считала, что солнце и вся его сила поддерживается кровью человеческих жертвоприношений. Сегодня мы знаем, что Солнце, как и все другие звезды, приводится в действие реакцией, называемой ядерным синтезом. Если ядерный синтез можно будет воспроизвести на Земле, он сможет обеспечить практически неограниченное количество чистой, безопасной и доступной энергии для удовлетворения мирового спроса на энергию.

С 10 по 15 мая руководители термоядерных проектов, физики плазмы и эксперты в различных междисциплинарных областях термоядерной науки и технологий собираются на «28-ю конференцию МАГАТЭ по термоядерной энергии» (FEC 2020). FEC 2020, посвященный ключевым физическим и технологическим вопросам, а также инновационным концепциям, имеющим непосредственное отношение к использованию ядерного синтеза в качестве источника энергии будущего, является полностью виртуальным и открытым для всех желающих. Зарегистрируйтесь, чтобы принять участие.

Итак, как именно работает ядерный синтез? Проще говоря, ядерный синтез — это процесс, при котором два легких атомных ядра объединяются в одно более тяжелое, выделяя при этом огромное количество энергии.Реакции синтеза происходят в состоянии вещества, называемого плазмой — горячего заряженного газа, состоящего из положительных ионов и свободно движущихся электронов, обладающего уникальными свойствами, отличными от твердых тел, жидкостей и газов.

Чтобы слиться с нашим Солнцем, ядра должны сталкиваться друг с другом при очень высоких температурах, превышающих десять миллионов градусов Цельсия, чтобы они могли преодолеть взаимное электрическое отталкивание. Как только ядра преодолеют это отталкивание и окажутся на очень близком расстоянии друг от друга, ядерная сила притяжения между ними перевесит электрическое отталкивание и позволит им слиться.Чтобы это произошло, ядра должны быть заключены в небольшое пространство, чтобы увеличить вероятность столкновения. На солнце чрезвычайное давление, создаваемое его огромной гравитацией, создает условия для синтеза.

Количество энергии, производимой в результате синтеза, очень велико — в четыре раза больше, чем в реакциях ядерного деления — и реакции синтеза могут быть основой будущих термоядерных энергетических реакторов. Планируется, что в термоядерных реакторах первого поколения будет использоваться смесь дейтерия и трития — тяжелые типы водорода.Теоретически, имея всего несколько граммов этих реагентов, можно произвести тераджоуль энергии, что приблизительно равно энергии, необходимой одному человеку в развитой стране за шестьдесят лет.

Министерство энергетики США объясняет … Реакции ядерного синтеза | Министерство энергетики

Реакции ядерного синтеза приводят в действие Солнце и другие звезды. В реакции слияния два легких ядра сливаются, образуя одно более тяжелое ядро. В процессе высвобождается энергия, потому что общая масса образовавшегося одиночного ядра меньше массы двух исходных ядер.Оставшаяся масса становится энергией. Уравнение Эйнштейна (E = mc ² ), которое частично говорит о том, что масса и энергия могут быть преобразованы друг в друга, объясняет, почему происходит этот процесс. Если ученые разработают способ использования энергии синтеза в машинах на Земле, это может стать важным методом производства энергии.

Слияние может включать в себя множество различных элементов периодической таблицы. Однако исследователи, работающие в области применения термоядерной энергии, особенно интересуются реакцией синтеза дейтерий-тритий (DT).DT-синтез дает нейтрон и ядро ​​гелия. В процессе он также выделяет гораздо больше энергии, чем большинство реакций синтеза. В потенциальной будущей термоядерной электростанции, такой как токамак или стелларатор, нейтроны от реакций DT будут генерировать энергию для нашего использования. Исследователи сосредотачиваются на реакциях DT, потому что они производят большое количество энергии и происходят при более низких температурах, чем другие элементы.

Департамент науки и термоядерных реакций Министерства энергетики США

Департамент науки Министерства энергетики США, программа науки о термоядерной энергии (FES) стремится разработать практический источник термоядерной энергии.Для этого FES сотрудничает с другими программами Office of Science. Они работают с программой Advanced Scientific Computing Research, чтобы использовать научные вычисления для развития термоядерной науки, а также с программой ядерной физики по базам данных ядерных реакций, генерации ядерных изотопов и исследованиям в области нуклеосинтеза. FES также сотрудничает с Национальным управлением ядерной безопасности Министерства энергетики США для проведения фундаментальных исследований термоядерных реакций в поддержку миссии Министерства энергетики по управлению ядерными запасами.

Факты о реакциях термоядерного синтеза

• Международный эксперимент ИТЭР по термоядерной энергии станет первой попыткой ученых создать самоподдерживающуюся реакцию термоядерного синтеза в течение длительного времени. «Горящая плазма» в ИТЭР будет нагреваться за счет термоядерных реакций, происходящих в самой плазме.
• Для проведения экспериментов по реакции термоядерного синтеза в Национальном центре зажигания Министерства энергетики Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса требуется 192 лазерных луча для наведения на цель DT размером меньше горошины. Это похоже на нанесение идеального удара в бейсболе с насыпи питчера в 350 милях от тарелки.

Ресурсы и связанные с ними термины

Благодарности

Мэтью Ланктот (Управление науки Министерства энергетики США)

Научные термины могут сбивать с толку. DOE Explains предлагает простые объяснения ключевых слов и концепций фундаментальной науки. В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики США, поскольку это помогает Соединенным Штатам преуспевать в исследованиях по всему научному спектру.

Деление и синтез: в чем разница?

Деление и синтез являются естественными атомными процессами, которые высвобождают невероятное количество энергии, но во многих отношениях они противоположны. Деление включает расщепление одного, как правило, тяжелого атомного ядра, тогда как синтез требует объединения двух или более легких атомов.

Атомы включают протоны и нейтроны, связанные вместе в центральном ядре. Радиоактивные элементы, такие как уран, могут содержать десятки таких частиц в своих атомных сердцах.

Деление происходит, когда тяжелые элементы, такие как уран, спонтанно распадаются, что приводит к расщеплению их ядер. Каждая из полученных половинок имеет немного меньшую массу, чем исходное ядро ​​атома, а недостающая масса преобразуется в энергию.

Связано: Почему марсоход НАСА Perseverance будет использовать ядерную энергию, чтобы согреться

Физики Лиз Мейтнер и Отто Фриш обнаружили принципы, лежащие в основе деления, после получения частного письма от химика-ядерщика Отто Хана в декабре 1938 года.Эксперименты Хана показали, что атомы урана, подвергшиеся бомбардировке нейтронами, расщепляются, и Мейтнер и Фриш использовали новую науку квантовой механики, чтобы объяснить, почему это произошло.

Все трое ученых вскоре осознали ужасные последствия своего открытия, которое происходило под сенью Второй мировой войны. Единичный случай деления может высвободить относительно небольшое количество энергии, но многие реакции деления, происходящие одновременно, могут быть весьма разрушительными, если их использовать для разработки чего-то вроде атомной бомбы.

Ядерное деление для энергетики и оружия

Когда атом урана естественным образом подвергается делению, он выпускает нейтрон, который будет лететь вокруг. Если этот нейтрон попадает в другие близлежащие атомы урана, они также расщепляются, создавая каскадную цепную реакцию. По данным Министерства энергетики США, в 1951 году инженеры построили первую электростанцию, использующую процесс ядерного деления для производства энергии.

На атомной электростанции этот процесс тщательно контролируется.При делении выделяется тепло, в результате чего вода кипит и образуется пар, вращающий турбину.

Но в атомной бомбе каскад цепной реакции выходит из-под контроля, и деление происходит с постоянно возрастающей скоростью. Это высвобождает огромное количество энергии за короткий промежуток времени, вызывая разрушительный взрыв бомбы.

Связано: 6 лет после Фукусимы: потеряла ли Япония веру в ядерную энергетику?

Почему термоядерный синтез не дает энергии, но все же

Плазменное ядро ​​Международного термоядерного экспериментального реактора наполовину готово.Это комплекс токамаков, в котором после завершения строительства будет размещаться плазма, которая в 10 раз горячее Солнца. (Изображение предоставлено ITER)

Fusion, напротив, еще не полностью разработан как источник энергии для человека. В ядерном синтезе два ядра легкого элемента, такого как водород, должны преодолеть свое естественное электромагнитное отталкивание и слиться в одно более тяжелое ядро.

Образовавшаяся сущность немного менее массивна, чем два исходных ядра, и, как и в случае деления, эта недостающая масса преобразуется в энергию.Но генерировать достаточно энергии, чтобы разбивать атомы вместе до тех пор, пока они не слипнутся, непросто и обычно требует экстремальных условий в животе звезды.

Инженеры давно мечтают о проведении устойчивых термоядерных реакций здесь, на Земле. По данным Международного агентства по атомной энергии, термоядерная энергия будет производить меньше ядерных отходов, чем деление, и использует относительно обычные легкие элементы, такие как водород, а не более редкий уран.

Связано: Ядерный термоядерный реактор может быть здесь уже в 2025 году

Но создать и поддерживать термоядерный синтез сложно.В рамках международного эксперимента по проверке возможности использования устойчивого ядерного синтеза для производства энергии был создан магнит высотой с четырехэтажное здание и в 280 000 раз более мощный, чем магнитное поле Земли, как часть Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР).

Но ИТЭР, научное партнерство 35 стран, претерпел многочисленные задержки во время своего строительства, и ожидается, что он не будет генерировать больше энергии, чем потребляет, по крайней мере, до 2030-х годов.

Дополнительные ресурсы

Ядерный синтез — ANS

Ядерный синтез

Это ядерный процесс, в котором энергия производится путем столкновения легких атомов. Это противоположная реакция деления, когда тяжелые изотопы расщепляются. Слияние — это процесс, при котором солнце и другие звезды генерируют свет и тепло.

Этого легче всего достичь на Земле путем объединения двух изотопов водорода: дейтерия и трития. Водород — самый легкий из всех элементов, он состоит из одного протона и электрона.В ядре дейтерия есть дополнительный нейтрон; он может заменить один из атомов водорода в H ₂ 0, чтобы получить так называемую «тяжелую воду». У трития есть два дополнительных нейтрона, поэтому он в три раза тяжелее водорода. В цикле термоядерного синтеза тритий и дейтерий объединяются и приводят к образованию гелия, следующего по тяжелому элементу в Периодической таблице, и высвобождению свободного нейтрона.

Дейтерий содержится в одной части на 6 500 в обычной морской воде, и поэтому он доступен во всем мире, что устраняет проблему неравномерного географического распределения топливных ресурсов.Это означает, что топливо для термоядерного синтеза будет, пока на планете есть вода.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Ученые из Института физики плазмы им. Макса Планка в Грайфсвальде, Германия, продемонстрировали, что можно перегреть атомы водорода с образованием плазмы с температурой 80 миллионов градусов Цельсия, используя машину под названием стелларатор Wendelstein 7-X. Плазма составляет основу ядерного синтеза, в котором атомы водорода сталкиваются, а их ядра сливаются, образуя атомы гелия — процесс, который высвобождает энергию и похож на то, что происходит на нашем Солнце.

Что такое Fusion Power?

Давайте посмотрим на реакцию синтеза. Вы можете видеть, что когда дейтерий и тритий сливаются вместе, их составные части рекомбинируются в атом гелия и быстрый нейтрон. Поскольку два тяжелых изотопа снова собираются в атом гелия, у вас остается «лишняя» масса, которая конвертируется в кинетическую энергию нейтрона в соответствии с формулой Эйнштейна: E = mc2 .

Чтобы произошла реакция ядерного синтеза, необходимо приблизить два ядра так близко, чтобы ядерные силы стали активными и склеили ядра вместе.Ядерные силы — это силы на малых расстояниях, которые должны действовать против электростатических сил, когда положительно заряженные ядра отталкиваются друг от друга. Это причина того, что реакции ядерного синтеза происходят в основном в среде с высокой плотностью и высокой температурой.

При очень высоких температурах электроны отделяются от ядер атомов, образуя плазму (ионизированный газ). В таких условиях можно преодолеть отталкивающие электростатические силы, которые разделяют положительно заряженные ядра, и можно объединить ядра избранных легких элементов, чтобы слиться и образовать другие элементы.Ядерный синтез легких элементов высвобождает огромное количество энергии и является основным процессом производства энергии в звездах.

Цель исследования термоядерного синтеза — удерживать термоядерные ионы при достаточно высоких температурах и давлениях и в течение достаточно длительного времени для плавления.

Узнать больше о ядерной науке

Что такое фьюжн и почему его так сложно создавать? : NewsCenter

9 октября 2018 г.

Э.Майкл Кэмпбелл, директор лаборатории лазерной энергии Университета Рочестера, выступит с лекцией «На Земле Божья работа должна быть нашей собственностью: стремление к термоядерному синтезу», в которой будут обсуждаться проблемы, связанные с созданием термоядерного синтеза. (Иллюстрация из Рочестерского университета / Майкл Осадцив)

«С чистой совестью наша единственная надежная награда, когда история является окончательным судьей наших дел, позвольте нам идти вперед, чтобы возглавить землю, которую мы любим, прося Его благословения и Его помощи, но зная, что здесь, на Земле, Божья работа должна действительно быть наш.»~ Джон Ф. Кеннеди

Синтез — это энергия природы, питающая звезды и делающая возможным существование жизни на Земле. Почему же тогда достижение термоядерной энергии ускользало от исследователей на протяжении десятилетий?

«Все звезды, включая Солнце, питаются от термоядерного синтеза. Мы здесь благодаря слиянию. Но создать термоядерный синтез действительно сложно », — говорит Э. Майкл Кэмпбелл, директор Лаборатории лазерной энергии (LLE) Университета Рочестера. В рамках серии семинаров Джесси Л. Розенбергера 11 октября Кэмпбелл выступит с лекцией, в которой обсудит проблемы, связанные с созданием термоядерного синтеза, почему он является наиболее чистым источником энергии и важную роль LLE в исследованиях энергетики.

Название лекции Кэмпбелла «На Земле Божья работа должна быть нашей собственностью: стремление к слиянию» происходит от цитаты Джона Ф. Кеннеди и «показывает, насколько сложно слияние», — говорит Кэмпбелл. «У нас достаточно термоядерного топлива на Земле, чтобы питать нас, пока Земля здесь. Слияние — это то, как природа производит энергию, и теперь мы пытаемся выполнить эту работу здесь, в лаборатории ».

11 октября 2018 г.

«На Земле Божья работа должна быть поистине нашей: стремление к слиянию»

Майкл Кэмпбелл, директор лаборатории лазерной энергетики
Часть лаборатории Джесси Л.Семинар Розенбергера, серия

19: 00-20: 00
Goergen Hall, Sloan Auditorium
Бесплатно и открыто для публики

Учитывая острую потребность в долгосрочных энергетических решениях, LLE является лидером в исследованиях лазерного термоядерного синтеза с прямым приводом, сотрудничая с термоядерными лабораториями по всему миру.

Что такое фьюжн и почему его так сложно создавать?

«Синтез и его аналог, деление — две крайности», — говорит Кэмпбелл. Ядерное деление состоит из «большого, тяжелого атома, такого как уран», и выстрела в него нейтроном.У нейтрона нет электрического заряда, поэтому он может легко проникнуть в положительно заряженное ядро ​​атома. Дополнительный нейтрон делает атом нестабильным до такой степени, что он расщепляется и высвобождает энергию. С другой стороны, синтез включает в себя объединение атомов более легких элементов, таких как водород. Поскольку ядро ​​каждого атома заряжено положительно, существует естественная сила, которая отталкивает атомы и не дает им приблизиться достаточно близко, чтобы «сплавиться». Поэтому в процессе синтеза должны использоваться экстремальные температуры и давления, чтобы преодолеть силы, которые естественным образом отталкивают атомы, и вместо этого сталкивать их ядра вместе, высвобождая энергию.

И синтез, и деление были открыты в конце 1930-х годов. Ученые обстреляли уран нейтронами, а несколько лет спустя построили ядерные реакторы, работающие на делении, для Манхэттенского проекта. Спустя десять лет первые коммерческие атомные электростанции заработали. Энергия термоядерного синтеза — все еще теоретическая сегодня — была открыта путем изучения данных в попытке объяснить, как такие звезды, как наше Солнце, существовали так долго.

По словам Кэмпбелла,

Fusion предлагает более чистое и безопасное энергетическое решение, чем уголь, природный газ или ядерная энергия, которые являются основными источниками энергии в Соединенных Штатах.Поскольку термоядерный синтез требует таких экстремальных условий, «если что-то пойдет не так, то все прекратится. После того, как это произошло, не остаётся никакой жары ». При делении уран расщепляется, поэтому атомы радиоактивны и выделяют тепло, даже когда деление заканчивается. Однако, несмотря на множество преимуществ, получение термоядерной энергии является трудным источником.

«Солнце может образовывать синтез, потому что оно такое массивное, — говорит Кэмпбелл. «Мы пытаемся осуществить термоядерный синтез с помощью лазеров, и мы должны создать и контролировать материю при температуре 100 миллионов градусов.«Исследователи из LLE и других лабораторий постоянно производят синтез, но делают это с гораздо большей энергией, чем выделяется в процессе синтеза. «Следующая важная цель — произвести больше энергии термоядерного синтеза, чем то, что мы используем для ее производства».

Даже помимо производства жизнеспособной термоядерной энергии, одна из самых больших проблем — сделать ее экономически привлекательной. «Термоядерный синтез будет сложной технологией, так как же нам сделать так, чтобы потребители платили разумную цену за термоядерную энергию?»

Никто не может дать никаких конкретных обещаний относительно того, когда термоядерный синтез будет доступен в качестве источника энергии, говорит Кэмпбелл, но он действительно думает, что чистое положительное производство энергии термоядерным синтезом будет достигнуто в течение его жизни.«Сейчас мы все еще пытаемся заставить его работать. Есть хороший шанс, что я увижу это при жизни, но я уверен, что не увижу термоядерную электростанцию ​​». Тем не менее, «как только мы это сделаем, это будет окончательный источник энергии. Энергетического кризиса больше никогда не будет ».

Теги: событие , Лаборатория лазерной энергетики, Майкл Кэмпбелл, ядерный синтез

Категория : Наука и технологии

Ядерный синтез: WNA — Всемирная ядерная ассоциация

(обновлено в июне 2021 г.)

• Термоядерная энергия открывает перспективы почти неисчерпаемого источника энергии для будущих поколений, но вместе с тем представляет собой нерешенные до сих пор инженерные задачи.
• Основная задача состоит в том, чтобы достичь скорости тепла, излучаемой термоядерной плазмой, которая превышает скорость энергии, вводимой в плазму.
• Основная надежда связана с реакторами-токамаками и стеллараторами, которые удерживают дейтерий-тритиевую плазму магнитным способом.

Сегодня многие страны в той или иной степени участвуют в исследованиях термоядерного синтеза, возглавляемые Европейским союзом, США, Россией и Японией, при этом активные программы также реализуются в Китае, Бразилии, Канаде и Корее.Первоначально исследования термоядерного синтеза в США и СССР были связаны с разработкой атомного оружия и оставались засекреченными до конференции «Атом для мира» в Женеве в 1958 году. После прорыва на советском токамаке в 1970-е годы термоядерные исследования стали «большой наукой». Но стоимость и сложность задействованных устройств возросли до такой степени, что международное сотрудничество стало единственным путем вперед.

Термоядерный синтез приводит в действие Солнце и звезды, когда атомы водорода сливаются вместе, образуя гелий, и материя преобразуется в энергию.Водород, нагретый до очень высоких температур, превращается из газа в плазму, в которой отрицательно заряженные электроны отделены от положительно заряженных ядер атомов (ионов). Обычно слияние невозможно, потому что сильные электростатические силы отталкивания между положительно заряженными ядрами не позволяют им сблизиться достаточно близко друг к другу, чтобы столкнуться и произойти слияние. Однако, если условия таковы, что ядра могут преодолевать электростатические силы до такой степени, что они могут находиться на очень близком расстоянии друг от друга, тогда ядерная сила притяжения (которая связывает протоны и нейтроны в атомных ядрах) между ядрами перевешивает отталкивающую (электростатическую) силу, позволяя ядрам сливаться вместе.Такие условия могут возникать при повышении температуры, в результате чего ионы перемещаются быстрее и в конечном итоге достигают достаточно высоких скоростей, чтобы сблизить ионы достаточно близко друг к другу. Затем ядра могут сливаться, вызывая высвобождение энергии.

Технология Fusion

На Солнце мощные гравитационные силы создают подходящие условия для термоядерного синтеза, но на Земле их гораздо труднее достичь. Термоядерное топливо — различные изотопы водорода — должно быть нагрето до экстремальных температур порядка 50 миллионов градусов по Цельсию и должно оставаться стабильным при интенсивном давлении, а значит, достаточно плотным и ограниченным в течение достаточно длительного времени, чтобы ядра могли слиться.Целью программы исследований управляемого термоядерного синтеза является достижение «воспламенения», которое происходит, когда происходит достаточно реакций термоядерного синтеза, чтобы процесс стал самоподдерживающимся, с последующим добавлением свежего топлива для его продолжения. После воспламенения возникает чистый выход энергии — примерно в четыре раза больше, чем при ядерном делении. По данным Массачусетского технологического института (MIT), количество производимой энергии увеличивается пропорционально квадрату давления, поэтому удвоение давления приводит к четырехкратному увеличению производства энергии.

При современных технологиях реакция наиболее вероятна между ядрами двух тяжелых форм (изотопов) водорода — дейтерия (D) и трития (T). Каждое событие синтеза D-T высвобождает 17,6 МэВ (2,8 x 10 ^-12 джоулей по сравнению с 200 МэВ для деления U-235 и 3-4 МэВ для синтеза D-D). ^a По массе реакция синтеза D-T выделяет в четыре раза больше энергии, чем при делении урана. Дейтерий естественным образом встречается в морской воде (30 граммов на кубический метр), что делает его очень распространенным по сравнению с другими энергетическими ресурсами.Тритий в природе встречается только в следовых количествах (образуется космическими лучами) и является радиоактивным с периодом полураспада около 12 лет. Используемые количества могут быть получены в обычном ядерном реакторе или, в данном контексте, получены в термоядерной системе из лития. ^b Литий содержится в больших количествах (30 частей на миллион) в земной коре и в более слабых концентрациях в море.

В термоядерном реакторе концепция состоит в том, что нейтроны, генерируемые в результате реакции синтеза D-T, будут поглощаться бланкетом, содержащим литий, который окружает активную зону.Затем литий превращается в тритий (который используется в качестве топлива для реактора) и гелий. Бланкет должен быть достаточно толстым (около 1 метра), чтобы замедлять нейтроны высокой энергии (14 МэВ). Кинетическая энергия нейтронов поглощается бланкетом, вызывая его нагрев. Тепловая энергия собирается теплоносителем (вода, гелий или эвтектика Li-Pb), протекающим через бланкет, и на термоядерной электростанции эта энергия будет использоваться для выработки электричества обычными методами. Если производится недостаточное количество трития, необходимо использовать какой-либо дополнительный источник, такой как использование реактора деления для облучения тяжелой воды или лития нейтронами, а посторонний тритий создает трудности при обращении, хранении и транспортировке.

Трудность заключалась в разработке устройства, которое могло бы нагревать топливо D-T до достаточно высокой температуры и удерживать его достаточно долго, чтобы в реакциях синтеза выделялось больше энергии, чем используется для запуска реакции. В то время как реакция D-T находится в центре внимания, в долгосрочной перспективе надеются на реакцию D-D, но для этого требуются гораздо более высокие температуры.

В любом случае задача состоит в том, чтобы использовать тепло для нужд человека, в первую очередь для выработки электроэнергии. Плотность энергии реакций синтеза в газе намного меньше, чем для реакций деления в твердом топливе, и, как уже отмечалось, выход тепла на реакцию в 70 раз меньше.Следовательно, термоядерный синтез всегда будет иметь гораздо более низкую плотность мощности, чем ядерное деление, а это означает, что любой термоядерный реактор должен быть больше и, следовательно, более дорогостоящим, чем реактор деления с той же выходной мощностью. Кроме того, в ядерных реакторах деления используется твердое топливо, которое плотнее термоядерной плазмы, поэтому выделяемая энергия более концентрирована. Также энергия нейтронов от термоядерного синтеза выше, чем от деления — 14,1 МэВ вместо примерно 2 МэВ, что создает серьезные проблемы для конструкционных материалов.

В настоящее время изучаются два основных экспериментальных подхода: магнитное удержание и инерционное удержание. Первый метод использует сильные магнитные поля для сдерживания горячей плазмы. Во втором случае небольшая таблетка, содержащая термоядерное топливо, сжимается до чрезвычайно высокой плотности с помощью мощных лазеров или пучков частиц.

Магнитное удержание

При термоядерном синтезе с магнитным удержанием (MCF) сотни кубометров D-T плазмы с плотностью менее миллиграмма на кубический метр удерживаются магнитным полем при давлении в несколько атмосфер и нагреваются до температуры термоядерного синтеза.

Магнитные поля идеально подходят для удержания плазмы, поскольку электрические заряды на разделенных ионах и электронах означают, что они следуют за линиями магнитного поля. Цель состоит в том, чтобы предотвратить соприкосновение частиц со стенками реактора, поскольку это рассеивает их тепло и замедляет их работу. Наиболее эффективная магнитная конфигурация — тороидальная, в форме бублика, в которой магнитное поле изогнуто вокруг, образуя замкнутый контур. Для надлежащего ограничения на это тороидальное поле должна быть наложена перпендикулярная компонента поля (полоидальное поле).Результатом является магнитное поле с силовыми линиями, движущимися по спирали (винтовой) траектории, которая ограничивает и контролирует плазму.

Существует несколько типов тороидальных систем удержания, наиболее важными из которых являются токамаки, стеллараторы и пинч-устройства с обращенным полем (RFP).

В токамаке тороидальное поле создается серией катушек, равномерно расположенных вокруг тороидального реактора, а полоидальное поле создается системой горизонтальных катушек вне тороидальной магнитной структуры.Сильный электрический ток индуцируется в плазме с помощью центрального соленоида, и этот индуцированный ток также вносит вклад в полоидальное поле. В стеллараторе спиральные силовые линии образуются серией катушек, которые сами могут иметь спиральную форму. В отличие от токамаков, стеллараторы не требуют индуцирования тороидального тока в плазме. Устройства RFP имеют те же тороидальные и полоидальные компоненты, что и токамак, но ток, протекающий через плазму, намного сильнее, и направление тороидального поля в плазме меняется на противоположное.

В токамаках и устройствах RFP ток, протекающий через плазму, также служит для ее нагрева до температуры около 10 миллионов градусов Цельсия. Кроме того, необходимы дополнительные системы нагрева для достижения температур, необходимых для плавления. В стеллараторах эти системы отопления должны обеспечивать всю необходимую энергию.

Токамак ( тороидальная камера ее магнитная катушка — магнитная камера в виде тора) был разработан в 1951 году советскими физиками Андреем Сахаровым и Игорем Таммом.Токамаки работают с ограниченными параметрами, за пределами которых могут возникать внезапные потери удержания энергии (сбои), вызывающие большие тепловые и механические нагрузки на конструкцию и стены. Тем не менее, эта конструкция считается наиболее перспективной, и по всему миру продолжаются исследования различных токамаков.

Также ведутся исследования по нескольким типам стеллараторов. Лайман Спитцер разработал и начал работу над первым термоядерным устройством — стелларатором — в лаборатории физики плазмы Принстона в 1951 году.Из-за сложности удержания плазмы стеллараторы перестали пользоваться популярностью до тех пор, пока методы компьютерного моделирования не позволили рассчитать точную геометрию. Поскольку стеллараторы не имеют тороидального плазменного тока, стабильность плазмы увеличивается по сравнению с токамаками. Поскольку горящую плазму легче контролировать и контролировать, стеллераторы обладают внутренним потенциалом для установившейся непрерывной работы. Недостатком является то, что стеллараторы из-за своей более сложной формы проектировать и строить намного сложнее, чем токамаки.

Устройства

RFP отличаются от токамаков главным образом пространственным распределением тороидального магнитного поля, меняющего знак на краю плазмы. Аппарат RFX в Падуе, Италия, используется для изучения физических проблем, возникающих в результате спонтанной реорганизации магнитного поля, что является неотъемлемой особенностью этой конфигурации.

Инерционное удержание

В термоядерном синтезе с инерционным удержанием, который представляет собой новое направление исследований, лазерные или ионные лучи очень точно фокусируются на поверхности мишени, которая представляет собой таблетку топлива D-T диаметром несколько миллиметров.Это нагревает внешний слой материала, который взрывается наружу, создавая движущийся внутрь фронт сжатия или имплозию, которая сжимает и нагревает внутренние слои материала. Ядро топлива может быть сжато в тысячу раз по сравнению с плотностью жидкости, что приведет к условиям, при которых может произойти синтез. Выделяющаяся при этом энергия будет нагревать окружающее топливо, которое также может подвергнуться плавлению, что приведет к цепной реакции (известной как воспламенение), поскольку реакция распространяется наружу через топливо. Время, необходимое для возникновения этих реакций, ограничено инерцией топлива (отсюда и название), но составляет менее микросекунды.До сих пор в большинстве работ по инерционному удержанию использовались лазеры.

Недавняя работа в Институте лазерной инженерии Университета Осаки в Японии предполагает, что воспламенение может быть достигнуто при более низкой температуре с помощью второго очень интенсивного лазерного импульса, направляемого через золотой конус высотой миллиметра в сжатое топливо и синхронизируемого с пиком сжатия. Этот метод, известный как «быстрое зажигание», означает, что сжатие топлива отделено от образования горячих точек с зажиганием, что делает процесс более практичным.

В Великобритании компания First Light Fusion, базирующаяся недалеко от Оксфорда, исследует инерционную термоядерную энергию (IFE), уделяя особое внимание технологии силовых драйверов с использованием подхода асимметричной имплозии. Помимо производства электроэнергии, компания рассматривает приложения для обработки материалов и химического производства.

Национальный центр зажигания США (NIF) — это большое лазерное устройство для исследования термоядерного синтеза с инерционным удержанием в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Калифорнии. Он фокусирует 192 мощных лазерных луча в небольшую цель за несколько миллиардных долей секунды, обеспечивая более 2 МДж ультрафиолетовой энергии и 500 ТВт пиковой мощности.

Совершенно другая концепция, «Z-пинч» (или «дзета-пинч»), использует сильный электрический ток в плазме для генерации рентгеновских лучей, которые сжимают крошечный топливный цилиндр D-T.

Магнитный синтез с мишенью

Синтез с намагниченной мишенью (MTF), также называемый магнито-инерционным синтезом (MIF), представляет собой импульсный подход к термоядерному синтезу, который сочетает в себе нагрев сжатия при инерционном удержании термоядерного синтеза с магнитным уменьшением теплопереноса и магнитно-усиленным альфа-нагревом термоядерного синтеза с магнитным удержанием. .

В настоящее время проводятся эксперименты с рядом систем MTF, и они обычно используют магнитное поле для удержания плазмы с нагревом под действием сжатия, обеспечиваемым лазерным, электромагнитным или механическим взрывом лайнера. В результате этого комбинированного подхода требуется более короткое время удержания плазмы, чем для магнитного удержания (от 100 нс до 1 мс, в зависимости от подхода MIF), что снижает потребность в стабилизации плазмы на длительные периоды. И наоборот, сжатие может быть достигнуто в течение более длительного времени, чем это характерно для инерционного удержания, что позволяет достичь сжатия с помощью механических, магнитных, химических или относительно маломощных лазерных драйверов.

В настоящее время разрабатывается несколько подходов к исследованию MTF, включая эксперименты в Национальной лаборатории Лос-Аламоса, Национальной лаборатории Сандиа, Университете Рочестера и частных компаниях General Fusion и Helion Energy.

Задачи НИОКР для MTF включают в себя вопрос о том, можно ли сформировать подходящую целевую плазму и нагреть ее до условий термоядерного синтеза, избегая при этом загрязнения лайнером, как при магнитном удержании и инерционном удержании. Из-за меньших требований к времени удержания и скорости сжатия, MTF использовался как более дешевый и более простой подход к исследованию этих проблем, чем традиционные проекты термоядерного синтеза.

Гибридный сплав

Синтез также может быть объединен с делением в так называемом гибридном ядерном синтезе, когда бланкет, окружающий активную зону, является подкритическим реактором деления. Реакция синтеза действует как источник нейтронов для окружающего бланкета, где эти нейтроны захватываются, в результате чего происходят реакции деления. Эти реакции деления также будут производить больше нейтронов, тем самым способствуя дальнейшим реакциям деления в бланкете.

Концепцию гибридного синтеза можно сравнить с системой, управляемой ускорителем (ADS), где ускоритель является источником нейтронов для сборки бланкета, а не реакциями ядерного синтеза (см. Страницу о ядерной энергии, управляемой ускорителем).Таким образом, бланкет гибридной термоядерной системы может содержать то же топливо, что и ADS — например, в качестве топлива можно использовать обильный элемент торий или долгоживущие тяжелые изотопы, присутствующие в отработанном ядерном топливе (из обычного реактора).

Бланкет, содержащий топливо деления в гибридной термоядерной системе, не потребует разработки новых материалов, способных выдерживать постоянную бомбардировку нейтронами, тогда как такие материалы потребуются в бланкете «традиционной» термоядерной системы.Еще одним преимуществом гибридной системы является то, что термоядерной части не потребуется производить столько нейтронов, сколько (негибридный) термоядерный реактор, чтобы генерировать больше энергии, чем потребляется, поэтому термоядерный реактор промышленного масштаба в гибридной Система не обязательно должна быть такой же большой, как термоядерный реактор.

Исследования Fusion

Давняя шутка о термоядерном синтезе указывает на то, что с 1970-х годов до коммерческого использования термоядерной энергии всегда оставалось около 40 лет. Хотя в этом есть доля правды, было сделано много прорывов, особенно в последние годы, и в стадии разработки находится ряд крупных проектов, которые могут довести исследования до точки, в которой термоядерная энергия может быть коммерциализирована.

Было построено несколько токамаков , в том числе Joint European Torus (JET) и сферический токамак Mega Amp (MAST) в Великобритании и термоядерный реактор для испытаний токамаков (TFTR) в Принстоне в США. Проект ИТЭР (Международный термоядерный экспериментальный реактор), который в настоящее время строится в Кадараше, Франция, станет крупнейшим токамаком, когда он заработает в 2020-х годах. Китайский испытательный реактор термоядерного синтеза (CFETR) — это токамак, который, как сообщается, больше, чем ИТЭР, и должен быть завершен в 2030 году.Тем временем он запускает свой экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST). В Великобритании Tokamak Energy ввела в эксплуатацию и продолжает развивать свой токамак ST40.

Также было проведено много исследований на стеллараторах . Большое из них, Большое спиральное устройство в Японском национальном институте исследований термоядерного синтеза, начало работать в 1998 году. Оно используется для изучения наилучшей магнитной конфигурации для удержания плазмы. На территории Института физики плазмы Института Макса Планка в Германии в Гархинге исследования, проводившиеся на Wendelstein 7-AS в период с 1988 по 2002 год, продолжаются на Wendelstein 7-X, построенном в течение 19 лет на территории Института Макса Планка в Грайфсвальде. и пущена в конце 2015 года.Другой стелларатор, TJII, работает в Мадриде, Испания. В США в Принстонской лаборатории физики плазмы, где в 1951 году были построены первые стеллараторы, строительство стелларатора NCSX было прекращено в 2008 году из-за перерасхода средств и отсутствия финансирования. ² .

Также были достигнуты значительные успехи в исследованиях инерционной энергии термоядерного синтеза (IFE). Строительство Национального центра зажигания (NIF) стоимостью 7 миллиардов долларов в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (LLNL), финансируемого Национальным управлением ядерной безопасности, было завершено в марте 2009 года.Laser Mégajoule (LMJ) во французском регионе Бордо начал работу в октябре 2014 года. Оба предназначены для доставки за несколько миллиардных долей секунды почти двух миллионов джоулей световой энергии к целям размером в несколько миллиметров. Основная цель как NIF, так и LMJ — это исследования в поддержку соответствующих программ ядерных вооружений обеих стран.

ИТЭР

В 1985 году Советский Союз предложил построить токамак следующего поколения совместно с Европой, Японией и США. Сотрудничество было налажено под эгидой Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).Между 1988 и 1990 годами были разработаны первоначальные проекты Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER, что также означает «путь» или «путешествие» на латыни) с целью доказать, что термоядерный синтез может производить полезную энергию. В 1992 году четыре стороны договорились о дальнейшем сотрудничестве в области инженерного проектирования ИТЭР. Канада и Казахстан также участвуют через Евратом и Россию соответственно.

Шесть лет спустя Совет ИТЭР одобрил первый комплексный проект термоядерного реактора, основанный на хорошо известных физике и технологиях, с ценой в 6 миллиардов долларов.Затем США решили выйти из проекта, вынудив сократить расходы на 50% и провести редизайн. Результатом стал усовершенствованный токомак ITER Fusion Energy (ITER-FEAT) — первоначально предполагалось, что он будет стоить 3 миллиарда долларов, но все же достигнет целевых показателей самоподдерживающейся реакции и чистого прироста энергии. Предполагаемого прироста энергии вряд ли будет достаточно для электростанции, но он должен продемонстрировать осуществимость.

В 2003 году США снова присоединились к проекту, и Китай также объявил о своем присоединении. После зашедшего в тупик обсуждения в середине 2005 г. шесть партнеров согласились разместить ИТЭР в Кадараше на юге Франции.Сделка предполагала крупные уступки Японии, которая выдвинула Роккашо в качестве предпочтительного участка. Европейский союз (ЕС) и Франция внесут половину общей стоимости проекта в 12,8 млрд евро, а другие партнеры — Япония, Китай, Южная Корея, США и Россия — внесут по 10% каждый. Япония предоставит много высокотехнологичных компонентов, разместит установку для испытаний материалов стоимостью 1 миллиард евро — Международный центр по облучению термоядерных материалов (IFMIF) — и получит право разместить последующий демонстрационный термоядерный реактор.Индия стала седьмым членом консорциума ИТЭР в конце 2005 года. В ноябре 2006 года семь членов — Китай, Индия, Япония, Россия, Южная Корея, США и Европейский Союз — подписали соглашение о реализации ИТЭР. Общая стоимость ИТЭР мощностью 500 МВт составляет примерно половину за десятилетнее строительство и половину за 20 лет эксплуатации.

Работы по подготовке площадки в Кадараше начались в январе 2007 года. Первый бетон для зданий был заложен в декабре 2013 года. Эксперименты должны были начаться в 2018 году, когда будет использоваться водород, чтобы избежать активации магнитов, но теперь это ожидается в 2025 году.Первая плазма D-T ожидается не раньше 2035 года. ИТЭР велик, потому что время удержания увеличивается с размером куба машины. Вакуумный сосуд будет иметь диаметр 19 м, высоту 11 м и вес более 5000 тонн.

Целью ИТЭР является работа с тепловой мощностью плазмы 500 МВт (в течение не менее 400 секунд непрерывно) при потребляемой мощности нагрева плазмы менее 50 МВт. Электроэнергия на ИТЭР производиться не будет.

Ассоциированным предприятием CEA в Кадараше является WEST, ранее называвшееся Tore Supra, которое предназначено для тестирования компонентов прототипа и ускорения их разработки для ИТЭР.Основное внимание уделяется структуре дивертора для удаления гелия, проверке долговечности используемых вольфрамовых материалов.

Ожидается, что демонстрационная электростанция мощностью 2 ГВт, известная как Demo, будет демонстрировать крупномасштабное производство электроэнергии на постоянной основе. Предполагалось, что концептуальный проект Demo будет завершен к 2017 году, строительство начнется примерно в 2024 году, а первая фаза эксплуатации начнется с 2033 года. С тех пор проект был отложен, а строительство запланировано на период после 2040 года.

JET

В 1978 году Европейское сообщество (Евратом, Швеция и Швейцария) запустило в Великобритании проект Joint European Torus (JET). JET — крупнейший токамак, действующий сегодня в мире. Аналогичный токамак, JT-60, работает в Naka Fusion Institute Японского агентства по атомной энергии в Японии, но только JET имеет возможности использовать топливо D-T.

После судебного спора с Евратомом в декабре 1999 года международный контракт JET закончился, и Управление по атомной энергии Соединенного Королевства (UKAEA) взяло на себя управление JET от имени своих европейских партнеров.С этого времени экспериментальная программа JET координируется сторонами Европейского соглашения о развитии термоядерного синтеза (EFDA). ^c JET эксплуатируется Центром исследований термоядерного синтеза в Калхэме UKAEA, членом консорциума EUROfusion.

JET произвел свою первую плазму в 1983 году и стал первым экспериментом по производству контролируемой термоядерной энергии в ноябре 1991 года, хотя и с большим потребляемым электричеством. С помощью этого устройства в плазме D-T было достигнуто до 16 МВт мощности термоядерного синтеза в течение одной секунды и поддерживаемая мощность 5 МВт, от 24 МВт мощности, введенной в его систему нагрева, и проводится множество экспериментов для изучения различных схем нагрева и других методов.Компания JET очень успешно применила методы удаленного обращения в радиоактивной среде для модификации внутренней части устройства и показала, что дистанционное обслуживание термоядерных устройств является реалистичным.

JET — ключевое устройство в подготовке к ИТЭР. В последние годы он был значительно модернизирован для тестирования физических и технических систем плазмы ИТЭР. В JET планируются дальнейшие усовершенствования с целью превышения рекордной мощности термоядерного синтеза в будущих экспериментах D-T. Компактное устройство — сферический токамак Mega Amp (MAST) — было разработано вместе с JET в Калхэме, частично для обслуживания проекта ИТЭР, и в настоящее время осуществляется поэтапно масштабный проект модернизации MAST, чтобы увеличить мощность нейтрального луча с 5 до 12.5 МВт и энергия, вкладываемая в плазму от 2,5 до 30 МДж. MAST Upgrade направлен на разработку системы выпуска плазмы или дивертора, способной выдерживать интенсивные силовые нагрузки, создаваемые термоядерными реакторами промышленного размера. Он получил первую плазму в октябре 2020 года.

В 2019 году правительство Великобритании выделило 22 миллиона фунтов стерлингов в течение четырех лет на концептуальный дизайн сферического токамака для производства энергии (STEP) в Калхэме. Технические цели STEP: обеспечить прогнозируемую чистую электрическую мощность более 100 МВт; использовать термоядерную энергию помимо производства электроэнергии; обеспечить самообеспеченность тритием; квалифицировать материалы и компоненты в соответствующих условиях термоядерного нейтронного потока; и разработать реальный путь к доступным затратам в течение всего жизненного цикла.СТЭП планируется завершить в 2040 году.

Токамак Энергия

Tokamak Energy в Великобритании — частная компания, разрабатывающая сферический токамак, и надеется коммерциализировать его к 2030 году. Компания выросла из лаборатории Калхэма, где находится JET, и ее технология вращается вокруг высокотемпературных сверхпроводящих магнитов, которые позволяют для относительно маломощных и малогабаритных устройств, но с высокой производительностью и потенциально широко распространенным коммерческим развертыванием. Его первый токамак с исключительно ВТСП магнитами — ST25 HTS, второй реактор Tokamak Energy — продемонстрировал непрерывную плазму в течение 29 часов во время летней научной выставки Королевского общества в Лондоне в 2015 году, что стало мировым рекордом.

Следующий реактор — ST40 в Милтон-парке в Оксфордшире, на котором первая плазма была получена в апреле 2017 года. После ввода в эксплуатацию дополнительных магнитных катушек он обеспечил температуру плазмы 15 миллионов градусов Цельсия в 2018 и 2019 годах. Главный исполнительный директор Tokamak Energy Дэвид Кингхэм сказал: «ST40 разработан для достижения температуры 100 миллионов градусов Цельсия и десятикратного снижения энергетической безубыточности». Компания работает с Принстонской лабораторией физики плазмы над сферическими токамаками и с Центром науки о плазме и термоядерном синтезе Массачусетского технологического института над ВТСП магнитами.В июле 2020 года министерство бизнеса, энергетики и промышленной стратегии Великобритании (BEIS) выделило ему 10 миллионов фунтов стерлингов в рамках правительственного проекта усовершенствованного модульного реактора. Эти средства пойдут на основные разработки в области высокотемпературных сверхпроводящих магнитов (ВТСП) и технологий системы вытяжки плазмы (дивертора). Дивертор должен выдерживать высокие уровни тепла и бомбардировки частицами при удалении примесей и отходов из системы. Он нацелен на создание прототипа для подачи электроэнергии в сеть к 2030 году.

KSTAR

KSTAR (корейский сверхпроводящий токамак-реактор) в Национальном исследовательском институте термоядерного синтеза (NFRI) в Тэджоне произвел первую плазму в середине 2008 года. Это пилотная установка для ИТЭР, предполагающая активное международное сотрудничество. Он будет спутником ИТЭР на этапе эксплуатации ИТЭР с начала 2020-х годов. Токамак с большим радиусом 1,8 метра является первым, в котором используются сверхпроводящие магниты из Nb3Sn, тот же материал, который будет использоваться в проекте ИТЭР. Первым этапом его развития до 2012 года было подтверждение базовых технологий эксплуатации и получение импульсов плазмы длительностью до 20 секунд.На втором этапе разработки (2013–2017 годы) KSTAR был модернизирован для изучения длинных импульсов продолжительностью до 300 секунд в режиме H (цель 100 секунд была в 2015 году) и перехода в высокопроизводительный режим AT. В конце 2016 года он достиг 70 секунд в режиме высокопроизводительной плазменной резки, что является мировым рекордом. Кроме того, исследователям KSTAR также удалось создать альтернативный усовершенствованный режим работы плазмы с внутренним транспортным барьером (ITB). Это резкий градиент давления в ядре плазмы из-за усиленного удержания плазмы в ядре.В NFRI заявили, что это первая операция ITB, выполненная в сверхпроводящем устройстве при минимальной мощности нагрева. KSTAR Phase 3 (2018-2023) направлен на разработку высокопроизводительных, высокоэффективных технологий режима AT с длительными импульсами. На этапе 4 (2023–2025 гг.) Будут протестированы известные технологии, связанные с ДЕМО. Устройство не может работать с тритием, поэтому не будет использовать топливо D-T.

Токамак K-DEMO

В сотрудничестве с Принстонской лабораторией физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США в Нью-Джерси и Южнокорейским национальным исследовательским институтом термоядерного синтеза (NFRI) K-DEMO призван стать следующим шагом на пути к коммерческим реакторам ИТЭР и станет первым завод, который фактически вносит электроэнергию в электрическую сеть.Согласно PPPL, он будет генерировать «около 1 миллиарда ватт энергии в течение нескольких недель подряд», что намного больше, чем цель ИТЭР по выработке 500 миллионов ватт в течение 500 секунд к концу 2020-х годов. Ожидается, что K-DEMO будет иметь токамак большого радиуса диаметром 6,65 м и модуль тестового бланкета в рамках НИОКР по разведению DEMO. Министерство образования, науки и технологий планирует инвестировать в проект около 1 триллиона вон (941 миллион долларов США). Около 300 миллиардов вон из этих расходов уже профинансированы.Правительство ожидает, что на первом этапе проекта будет задействовано около 2400 человек, который продлится в течение 2016 года. Ожидается, что у K-DEMO будет начальный этап эксплуатации с 2037 по 2050 год для разработки компонентов для второго этапа, который будет производить электроэнергию.

ВОСТОК

В Китае экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST) Института физических наук Хэфэй Китайской академии наук произвел водородную плазму при температуре 50 миллионов градусов Цельсия и удерживал ее в течение 102 секунд в 2017 году.В ноябре 2018 года она достигла отметки 100 миллионов градусов Цельсия за 10 секунд, потребляя 10 МВт электроэнергии. В июле 2020 года EAST достигла полностью неиндуктивной, управляемой током, установившейся плазмы в течение более 100 секунд, что было заявлено как прорыв со значительными последствиями для будущего Китайского испытательного реактора Fusion Engineering (CFETR). В мае 2021 года он установил новый мировой рекорд по достижению температуры плазмы 120 миллионов градусов Цельсия за 101 секунду. Эксперимент также показал температуру плазмы 160 миллионов градусов по Цельсию, продолжительностью 20 секунд.

TFTR

В США с 1982 по 1997 год в Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) работал реактор Tokamak Fusion Test Reactor. DT. В следующем году TFTR произвел 10,7 МВт управляемой термоядерной мощности — рекорд по тем временам. TFTR установил и другие рекорды, в том числе достижение температуры плазмы 510 миллионов градусов по Цельсию в 1995 году.Однако он не достиг своей цели по безубыточной энергии термоядерного синтеза (где потребляемая энергия не превышает количество произведенной энергии термоядерного синтеза), но достиг всех своих целей проектирования аппаратного обеспечения, тем самым внося существенный вклад в развитие ИТЭР. .

АЛКАТОР

В Массачусетском технологическом институте (MIT) с 1970-х годов серия небольших торовых реакторов с сильным магнитным полем ALCATOR (Alto Campus Torus) работает по принципу достижения высокого давления плазмы как пути к длительному удержанию плазмы.Утверждается, что Alcator C-Mod обладает самым высоким магнитным полем и самым высоким давлением плазмы среди всех термоядерных реакторов и является крупнейшим университетским термоядерным реактором в мире. Работал с 1993 по 2016 год. В сентябре 2016 года он достиг давления плазмы 2,05 атмосферы при температуре 35 миллионов градусов по Цельсию. Плазма производила 300 триллионов термоядерных реакций в секунду и имела центральную напряженность магнитного поля 5,7 тесла. Он пропускал 1,4 миллиона ампер электрического тока и обогревался мощностью более 4 МВт.Реакция протекала в объеме примерно 1 кубический метр, а плазма длилась две секунды. После достижения рекордных показателей для термоядерного реактора государственное финансирование прекратилось.

Увеличенный вариант, который планируется построить в подмосковном Триоцке в сотрудничестве с Курчатовским институтом, — «Игнитор» с тором диаметром 1,3 м.

Большое спиральное устройство — стелларатор

Большое спиральное устройство (LHD) в Японском национальном институте термоядерных исследований в Токи, префектура Гифу, было крупнейшим в мире стелларатором.LHD произвел свою первую плазму в 1998 году и продемонстрировал свойства удержания плазмы, сравнимые с другими крупными термоядерными устройствами. Он достиг ионной температуры 13,5 кэВ (около 160 миллионов градусов) и накопленной энергии плазмы 1,44 миллиона джоулей (МДж).

Wendelstein 7-X стелларатор

После года испытаний это началось в конце 2015 года, и гелиевая плазма ненадолго достигла отметки около одного миллиона градусов по Цельсию. В 2016 году он перешел на использование водорода и, используя 2 МВт, достиг температуры плазмы 80 миллионов градусов по Цельсию за четверть секунды.W7-X является крупнейшим в мире стелларатором, и планируется, что он будет работать непрерывно до 30 минут. Это стоило 1 миллиард евро (1,1 миллиарда долларов).
Несколько хороших диаграмм есть в статье Business Insider Australia о Wendelstein 7-X.

Стелларатор Гелиак-1

В Австралийском центре исследований плазменного синтеза при Австралийском национальном университете стелларатор H-1 проработал несколько лет, а в 2014 году был значительно модернизирован. H-1 имеет доступ к широкому спектру конфигураций плазмы и позволяет исследовать идеи для улучшения магнитной конструкции термоядерных электростанций, которые последуют за ИТЭР.

National Ignition Facility — лазер

Самая мощная в мире установка для лазерного термоядерного синтеза, Национальная установка зажигания (NIF) стоимостью 4 миллиарда долларов в Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), была завершена в марте 2009 года. Используя свои 192 лазерных луча, NIF может производить более чем в 60 раз больше энергии. любой предыдущей лазерной системы к своей цели ^e . В июле 2012 года LLNL объявила, что в «историческом рекордном лазерном выстреле лазерная система NIF из 192 лучей обеспечила более 500 ТВт пиковой мощности и 1 луч.85 мегаджоулей (МДж) ультрафиолетового лазерного излучения на цель (диаметром 2 мм) «за несколько триллионных долей секунды. Сообщалось, что в сентябре 2013 года в NIF впервые количество энергии, высвобождаемой в результате реакции синтеза, превысило количество энергии, поглощаемой топливом, но не количества, поставляемого гигантскими лазерами. В опубликованной в 2014 году публикации говорится, что было выделено 17 кДж.

Более ранний высокомощный лазер в LLNL, Nova, был построен в 1984 году с целью воспламенения.Nova не смогла этого сделать и была закрыта в 1999 году, но предоставила важные данные, которые привели к созданию NIF. Nova также собрала значительные объемы данных по физике материи высокой плотности, которые полезны как для исследований в области термоядерной энергии, так и для исследования ядерного оружия.

В связи с NIF, LLNL разрабатывает лазерный инерционный термоядерный двигатель (LIFE), гибридную термоядерную систему, в которой нейтроны, возникающие в результате лазерного синтеза, будут приводить в движение бланкет докритического ядерного деления для выработки электричества. Бланкет будет содержать либо обедненный уран; отработанное ядерное топливо; природный уран или торий; или плутоний-239, второстепенные актиниды и продукты деления из переработанного отработанного ядерного топлива ⁴ .

Мегаджоульский лазер

Тем временем Французская комиссия по атомной энергии (Commissariat à l’énergie atomique, CEA) с 2014 года эксплуатирует лазер аналогичного размера — Laser Mégajoule (LMJ) — недалеко от Бордо. несколько миллиардных долей секунды, сконцентрированные на маленькой мишени из дейтерия и трития. Опытный образец лазера Ligne d’Integration Laser (LIL) был введен в эксплуатацию в 2003 году.

SG-II

Китайская национальная лаборатория мощных лазеров и физики, связанная с Китайской академией наук, проводит эксперимент по инерционному удержанию лазера в Шанхае — восьмилучевую лазерную установку Shenguang-II (SG-II), похожую на National Ignition Facility. в США и Laser Mégajoule во Франции.Это единственная в Китае мощная лазерная установка на неодимовом стекле с активным зондирующим светом. В 2005 году был добавлен девятый луч, что расширило возможности для исследований в области термоядерного синтеза. Объект SG-II является международной демонстрационной базой Китая в области мощных лазерных технологий.

Лазеры PETAL и HiPER

Лазерная установка Petawatt Aquitaine Laser (PETAL) — это высокоэнергетический многопетаваттный лазер (энергия 3,5 кДж с продолжительностью 0,5–5 пс), который строится недалеко от Бордо, на том же месте, что и LIL.PETAL будет совместно с LIL, чтобы продемонстрировать физику и лазерную технологию быстрого зажигания. Первые эксперименты ожидаются в 2012 году.

Центр исследования энергии лазеров высокой мощности (HiPER) разрабатывается с целью развития исследований, запланированных в рамках проекта PETAL. HiPER будет использовать лазер с длинными импульсами (в настоящее время оценивается в 200 кДж) в сочетании с лазером с короткими импульсами 70 кДж. Трехлетний подготовительный этап, начавшийся в 2008 году, предусматривает прямое финансирование или обязательства в натуральной форме на сумму около 70 миллионов евро от нескольких стран.Планируется, что этап рабочего проектирования начнется в 2011 году, а шестилетний этап строительства, возможно, начнется к 2014 году.

Z станок

Аппарат Z, которым управляет Sandia National Laboratories, является крупнейшим рентгеновским генератором в мире. Как и NIF, объект был построен в рамках национальной программы управления запасами, которая направлена ​​на поддержание запасов ядерного оружия без необходимости проведения полномасштабных испытаний.

Условия для плавления достигаются путем прохождения мощного электрического импульса ^f (длительностью менее 100 наносекунд) через набор тонких вольфрамовых проволок внутри металлического хохльраума ^г .Проволока превращается в плазму и испытывает сжатие («Z-пинч»), заставляя испаренные частицы сталкиваться друг с другом, создавая интенсивное рентгеновское излучение. Крошечный цилиндр, содержащий термоядерное топливо, помещенный внутри хольраума, поэтому будет сжат рентгеновскими лучами, что позволит осуществить термоядерный синтез.

В 2006 году Z-машина достигла температуры более 2 миллиардов градусов, что значительно выше температуры, необходимой для термоядерного синтеза, и теоретически достаточно высокой, чтобы обеспечить ядерный синтез водорода с более тяжелыми элементами, такими как литий или бор.

Прочие термоядерные проекты

Многие другие проекты термоядерного синтеза находятся на разных стадиях разработки.

Локхид CFR . Lockheed Martin на своих так называемых «скунсовых заводах» разрабатывает компактный термоядерный реактор (CFR), который использует обычную плазму D-T в вакуумированной защитной оболочке, но ограничивает ее по-другому. Вместо ограничения плазмы внутри трубчатых колец серия сверхпроводящих катушек будет генерировать новую геометрию магнитного поля, в которой плазма удерживается в более широких пределах всей реакционной камеры.Энергия поступает за счет радиочастотного нагрева. Сверхпроводящие магниты внутри катушек будут создавать магнитное поле вокруг внешней границы камеры. Цель состоит в том, чтобы добиться того, чтобы давление плазмы было таким же большим, как удерживающее давление при достаточно высокой температуре для воспламенения и получения полезной энергии. Теплообменники в стенке реактора будут передавать энергию газовой турбине. Он перешел к эксперименту по удержанию ионов на магнитной подушке, но ему предстоит пройти некоторый путь до любого прототипа, который, как они утверждают, будет намного меньше, чем традиционные конструкции, такие как токамак ИТЭР.

Национальное агентство Италии по новым технологиям, энергетике и устойчивому экономическому развитию (ENEA) разрабатывает небольшой реактор-токамак под названием Ignitor . В соответствии с итальянско-российским соглашением, подписанным в мае 2010 года, реактор будет собран в Италии и установлен в Троицком институте инноваций и термоядерных исследований (ТРИНИТИ) под Москвой при Курчатовском институте ⁷ .

Альтернативой использованию мощных лазеров для термоядерного синтеза с инерционным удержанием является « термоядерный синтез тяжелых ионов », в котором высокоэнергетические частицы из ускорителя фокусируются с помощью магнитных полей на термоядерную мишень.Ускоритель NDCX-II (Neutralized Drift Compression Experiment II) используется для экспериментов по синтезу тяжелых ионов с 2012 года в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли. Его расширяют для доставки коротких интенсивных импульсов ионных пучков с кинетической энергией 1,2 МэВ. Эксперименты по физике высоких плотностей энергии (HEDP) с лабораторной плазмой — растущая часть физики инерционной термоядерной энергии (IFE).

LPP Fusion (Lawrenceville Plasma Physics) — это американское предприятие, разрабатывающее анейтронный синтез с использованием устройства фокусировки плотной плазмы (DPF или focus fusion ) и водородно-борного топлива.Водород и бор (B-11) в виде плазмы сливаются при высокой температуре, образуя импульсный пучок ядер гелия без испускания нейтронов. (Бор и водород объединяются, образуя кратковременный промежуточный атом углерода-12, который быстро распадается на три альфа-частицы.) Этот заряженный пучок ионов высокой энергии генерирует электричество, проходя через ряд катушек, похожих на трансформатор, с эффективностью 80%. . Баланс энергии — это побочные рентгеновские лучи, которые улавливаются множеством фотоэлектрических рецепторов.LPP Fusion достиг энергии электронов 400 кэВ.

Другое направление исследований термоядерного синтеза с использованием лазеров также включает синтез водорода и бора-11 (HB11) для получения ядер гелия, которые продолжают цепную реакцию бора. Один лазер генерирует мощное магнитное ограничивающее поле в катушке, чтобы задержать реакцию синтеза на небольшой площади в течение наносекунды, а второй, более мощный лазер, запускает процесс ядерного синтеза. Первые испытания термоядерного синтеза HB11 в пражской лазерной системе Asterix с использованием высокоэнергетических йодных лазеров дали больше энергии, чем необходимо для запуска процесса термоядерного синтеза.

Его разрабатывает

HB11 Energy в Австралии, цель которого — использовать нетепловую лазерную технологию для сплавления водорода и бора-11. Наносекундный лазерный импульс запускает реакцию синтеза H-B, затем второй лазер и емкостная катушка создают магнитное поле в килотесла, чтобы увеличить выход реакции. Этот шаг сейчас находится в центре внимания исследований. Выход дополнительно увеличивается за счет «лавинообразной» или цепной реакции с образованием ядер гелия, которые захватываются заряженной сферой диаметром не менее двух метров для непосредственного производства электричества без какого-либо парового контура.Альфа-частицы с энергией 2,9 МэВ представляют до 300 кВтч энергии на 15 мг топлива HB11.

Устройство Polywell («многогранник» в сочетании с «потенциальной ямой») состоит из магнитных катушек, расположенных в многогранной конфигурации с шести сторон, образующих куб. Облако электронов ограничено в середине устройства, чтобы иметь возможность ускорять и удерживать положительные ионы, подлежащие слиянию. Эта концепция электростатического удержания отличается от традиционного магнитного удержания, поскольку поля не должны удерживать ионы — только электроны.EMC2 Fusion Development Corporation изучает концепцию Polywell и рассматривает водород и бор как топливо для анейтронного синтеза. Это последовало за несколькими годами разработки ВМС США с использованием дейтериевого топлива.

General Fusion — одна из нескольких частных попыток разработать коммерческую термоядерную электростанцию. Подход компании для синтеза намагниченной мишени (MTF) создает компактную тороидную плазму в инжекторе, содержащую и сжимающую ее с помощью магнитного поля, прежде чем инжектировать ее в камеру сферического сжатия.В камере находится жидкий свинцово-литиевый лайнер, который накачивается для создания вихря, в который впрыскивается плазменная мишень. Синхронизированная группа поршней, срабатывающих одновременно, создает в жидком металле сферическую волну сжатия, сжимая плазменную мишень и нагревая ее до состояния термоядерного синтеза. Основанная в Канаде в 2002 году, General Fusion финансируется синдикатом частных инвесторов, компаний венчурного капитала в сфере энергетики, государственных инвестиционных фондов и канадского государственного фонда Sustainable Development Technology Canada (SDTC).О дополнительном государственном гранте было объявлено в октябре 2018 года из Стратегического инновационного фонда. Компания продемонстрировала вехи, включая создание намагниченной плазмы сферомака на 200-300 эВ и удержание их на срок более 500 мкс.

Большая часть текущих работ по МОГ основана на программах Курчатовского института атомной энергии под руководством Е.П. Велихова, примерно в 1970 году. Лос-Аламос.

General Atomics эксплуатирует токамак DIII-D в Сан-Диего для Министерства энергетики США с конца 1980-х годов. Он направлен на создание научной основы для оптимизации подхода токамаков к производству термоядерной энергии.

Холодный синтез

В марте 1989 года были сделаны впечатляющие заявления о другом подходе, когда два исследователя из США (Стэнли Понс) и Великобритании (Мартин Флейшманн) заявили, что достигли синтеза в простом настольном аппарате, работающем при комнатной температуре.«N-Fusion», или «холодный синтез», включает электролиз тяжелой воды с использованием палладиевых электродов, на которых ядра дейтерия, как говорят, концентрируются с очень высокой плотностью. Исследователи утверждали, что выделяется тепло, которое можно объяснить только ядерными процессами, а также побочные продукты синтеза, включая гелий, тритий и нейтроны. Однако другим экспериментаторам не удалось воспроизвести это, и большая часть научного сообщества больше не считает это реальным явлением.

Ядерные реакции низких энергий (LENR)

Инициированные заявлением о «холодном синтезе», исследования на уровне нанотехнологий продолжаются по низкоэнергетическим ядерным реакциям (LENR), которые, по-видимому, используют слабые ядерные взаимодействия (а не сильные взаимодействия, как в ядерном делении или синтезе) для создания низкоэнергетических нейтронов. с последующими процессами захвата нейтронов, приводящими к изотопному изменению или трансмутации, без испускания сильного мгновенного излучения.Эксперименты LENR включают проникновение водорода или дейтерия через каталитический слой и реакцию с металлом. Исследователи сообщают, что выделяемая энергия, хотя и на любой воспроизводимой основе, очень немногим больше, чем вводится. Основным практическим примером является порошок водорода и никеля, который, очевидно, дает больше тепла, чем можно объяснить с помощью каких-либо химических оснований.

Правительство Японии спонсирует исследования LENR — в частности, проект водородной энергетики из нанометаллов (MHE) — через свою Организацию по развитию новой энергии и промышленных технологий (NEDO), и Mitsubishi также принимает активное участие в исследованиях.В течение 2015–2019 годов Google профинансировал 30 исследователей в трех проектах и ​​не нашел доказательств того, что LENR возможен, но они добились определенных успехов в методах измерения и материаловедения. Были некоторые признаки того, что два проекта, связанных с палладием, заслуживают дальнейшего изучения.

Оценка мощности термоядерного синтеза

Использование термоядерных электростанций могло бы существенно снизить воздействие на окружающую среду растущего мирового спроса на электроэнергию, поскольку, как и ядерная энергия деления, они не будут способствовать кислотным дождям или парниковому эффекту.Термоядерная энергия может легко удовлетворить потребности в энергии, связанные с продолжающимся экономическим ростом, с учетом доступности топлива. Не существует опасности реакции неконтролируемого термоядерного синтеза, поскольку это невозможно по существу, и любая неисправность приведет к быстрому останову установки.

Однако, хотя термоядерный синтез не приводит к образованию долгоживущих радиоактивных продуктов, а несгоревшие газы можно обрабатывать на месте, возникнет краткосрочная и среднесрочная проблема с радиоактивными отходами из-за активации конструкционных материалов.Некоторые материалы компонентов станут радиоактивными в течение срока службы реактора из-за бомбардировки нейтронами высокой энергии и в конечном итоге станут радиоактивными отходами. Объем таких отходов был бы аналогичен соответствующему объему от реакторов деления. Однако долговременная радиотоксичность отходов термоядерного синтеза будет значительно ниже, чем токсичность актинидов в отработанном топливе ядерного деления, и с отходами продуктов активации следует обращаться во многом так же, как и с отходами реакторов деления, проработавших несколько лет. ⁸ .

Есть и другие проблемы, в основном связанные с возможным выбросом трития в окружающую среду. Он радиоактивен, и его очень трудно удерживать, поскольку он может проникать в бетон, резину и некоторые марки стали. Как изотоп водорода, он легко включается в воду, делая воду слаборадиоактивной. При периоде полураспада около 12,3 года присутствие трития остается угрозой для здоровья в течение примерно 125 лет после его образования в виде газа или воды, если оно присутствует в больших количествах.Его можно вдыхать, всасывать через кожу или проглатывать. Вдыхаемый тритий распространяется по мягким тканям, и содержащая тритий вода быстро смешивается со всей водой в организме. Несмотря на то, что в термоядерном реакторе имеется лишь небольшой запас трития — несколько граммов, каждый из них, вероятно, может высвободить значительные количества трития во время работы из-за обычных утечек, если предположить, что это лучшие системы удержания. Авария может выпустить еще больше. Это одна из причин, по которой в долгосрочной перспективе возлагаются большие надежды на процесс синтеза дейтерия и дейтерия без использования трития.

Хотя очевидно, что термоядерная энергия может многое предложить, когда технология в конечном итоге будет разработана, проблемы, связанные с ней, также необходимо решить, чтобы она стала широко используемым источником энергии в будущем.

Примечания и ссылки

Банкноты

а. Ядро дейтерия (D) состоит из одного протона и одного нейтрона, тогда как у водорода только один протон. Тритий (Т) имеет один протон и два нейтрона. Когда ядра D и T сливаются, образуется гелий-4 (два протона и два нейтрона) вместе со свободным нейтроном.17,6 МэВ энергии, выделяющейся в реакции синтеза, принимает форму кинетической энергии, гелий имеет 3,5 МэВ, а нейтрон — 14,1 МэВ. Продукты реакции слияния имеют общую массу, которая немного ниже, чем у исходных материалов (D и T), это уменьшение массы было преобразовано в энергию согласно E = mc ² . [Назад]

г. Тритий можно получить путем бомбардировки лития-6 нейтронами любой энергии. Когда литий-6 (три протона, три нейтрона) поглощает нейтрон, он распадается на гелий (два протона, два нейтрона) и тритий (один протон, два нейтрона) вместе с выделением 4.8 МэВ энергии. Тритий также может быть произведен из более распространенного лития-7 из нейтронов высоких энергий. Следовательно, природный литий можно использовать для производства трития в термоядерном реакторе. По данным Европейской комиссии ¹ : «Для термоядерной установки мощностью 1 ГВт потребуется около 100 кг дейтерия и 3 тонны природного лития для работы в течение всего года, что позволит вырабатывать около 7 миллиардов кВтч». [Назад]

г. Европейское соглашение о развитии термоядерного синтеза (EFDA) было создано, чтобы обеспечить основу для исследований термоядерного синтеза с магнитным удержанием в Европейском Союзе и Швейцарии.[Назад]

г. У Принстонской лаборатории физики плазмы есть веб-страница на TFTR [Назад]

e. Первые эксперименты по термоядерному синтезу с инерционным удержанием в NIF (см. Https://lasers.llnl.gov/science/icf) будут использовать метод «непрямого привода», который отличается от метода «прямого привода», описанного в основном тексте. В методе непрямого возбуждения лазеры фокусируются на золотой полости (известной как hohlraum ), содержащей топливную таблетку. Лазеры быстро нагревают внутреннюю поверхность хольраума, генерируя рентгеновские лучи, которые вызывают сдувание поверхности капсулы, в свою очередь, заставляя капсулу с горючим взорваться так же, как если бы в нее попали прямые лазеры.Есть надежда, что NIF станет первым лазером, в котором энергия, выделяемая из термоядерного топлива, превысит энергию лазера, используемую для реакции термоядерного синтеза. [Назад]

ф. Аппарат Z был разработан для подачи импульсов рентгеновского излучения мощностью 50 тераватт, но усовершенствования позволили получить импульсы мощностью 290 тераватт. После капитального ремонта в 2007 году электрический импульс Z-машины был увеличен с 18 миллионов ампер до 26 миллионов ампер, передаваемых за несколько наносекунд. [Назад]

г. hohlraum — это металлическая полость, используемая в методах «непрямого привода» для термоядерного синтеза с инерционным ограничением — см. Примечание е выше.[Назад]

Список литературы

1. Fusion Research: An Energy Option for Europe’s Future, Генеральный директорат по исследованиям, Европейская комиссия, 2007 г. (ISBN: 927

38) [Назад]
2. Заявление доктора Раймонда Л. Орбаха, заместителя секретаря по науке и директора Управления науки Министерства энергетики США (22 мая 2008 г.) [Назад]
3. Национальный центр зажигания произвел беспрецедентный лазерный импульс в 1 мегаджоуль, пресс-релиз Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (27 января 2010 г.)
4.ЖИЗНЬ: страница «Чистая энергия из ядерных отходов» на веб-сайте Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса (www.llnl.gov) [Назад]
5. Z производит термоядерные нейтроны, подтверждают ученые Sandia, пресс-релиз Sandia National Laboratories (7 апреля 2003 г.)
6. Аппарат Z Сандии превышает два миллиарда градусов Кельвина, пресс-релиз Sandia National Laboratories (8 марта 2006 г.) [Назад]
7. Новый проект нацелен на термоядерное зажигание, Новости Массачусетского технологического института (10 мая 2010 г.) [Назад]
Новый рекорд для термоядерного синтеза, MIT News (14 октября 2016 г.)
8.Безопасность и воздействие термоядерного синтеза на окружающую среду, И. Кук, Г. Марбах, Л. Ди Пейс, К. Жирар, Н. П. Тейлор, EUR (01) CCE-FU / FTC 8/5 (апрель 2001 г.) [Назад]

Общие источники

Сайт ИТЭР (www.iter.org)
Сайт JET
Culham Center for Fusion Energy (ранее UKAEA Culham) веб-сайт (www.ccfe.ac.uk)
Веб-сайт Национального центра зажигания (https://lasers.llnl.gov)
Сайт HiPER (www.hiper-laser.org)
Информационный веб-сайт European Fusion Network (https: // www.fusenet.eu/)
Веб-сайт программы Fusion Energy Sciences (FES) Управления науки Министерства энергетики США (https://science.energy.gov/fes/)
Веб-сайт исследования больших спиральных устройств
Деятельность HiPER, Nuclear Engineering International (ноябрь 2008 г.)
Быстрый путь к термоядерной энергии , Майкл Х. Ки, Nature 412, 775-776 (23 августа 2001 г.)
Статья Lockheed CFR, Aviation Week (октябрь 2014)
Магнито-инерционный синтез, Вурден Г.А. и др. , Журнал термоядерной энергии, Том 35, выпуск 1, 69-77 (февраль 2016)
Почему синтез с магнитной мишенью предлагает недорогой путь развития термоядерной энергии, Ричард Э.Симон, Ирвин Р. Линдемут и Курт Ф. Шенберг, Национальная лаборатория Лос-Аламоса (отправлено в Комментарии по физике плазмы и управляемому синтезу , 12 ноября 1997 г.)
Реактор синтеза с магнитной мишенью с акустическим приводом, Мишель Лаберж, General Fusion Inc., Journal of Fusion Energy, Volume 27, 65-68 (июнь 2008)
Стабилизированные взрывы жидких лайнеров для повторяющегося сжатия плазменных мишеней, Питер Дж. Турчи, представленный на семинаре ARPA-E по драйверам для низкозатратных разработок на пути к экономичному термоядерному синтезу ( 29-30 октября 2013 г.