Термоядерный реактор строят всем миром

Сегодня над созданием реактора нового поколения работают страны Евросоюза, Индия, Китай, Корея, Россия, США и Япония. Фото: пресс-служба "Росатома".

Источник нескончаемой энергии, который заменит нефть, газ и уголь, перестает быть мечтой.

В Петербурге прошла юбилейная, 25-я конференция МАГАТЭ, на которую съехались ученые-атомщики со всего мира. Главной темой обсуждения в этом году стал управляемый термоядерный синтез и проект создания первого в мире экспериментального термоядерного реактора, который сейчас строится во Франции.

Как зажечь искусственное солнце

С каждым годом человечеству необходимо все больше энергии. Сейчас мы получаем ее в основном за счет сжигания нефти, угля и газа. Но все прекрасно понимают, что природные богатства не вечны.

На самом деле универсальный, мощный, надежный и безопасный источник энергии давно известен - это термоядерный синтез. К примеру, Солнце - это естественный термоядерный реактор. В нем вот уже миллиарды лет протекает неуправляемый термоядерный синтез - из тяжелого изотопа водорода дейтерия образуется гелий. При этом выделяется колоссальное количество энергии. Смоделировать эту реакцию на Земле не так-то просто: необходимо разогреть газ до температуры в десять раз выше, чем в центре светила, - до 150 миллионов градусов! Газ при таком нагреве превращается в плазму, которую и называют искусственным солнцем.

От теории к практике

Сейчас на атомных станциях во всем мире энергия производится за счет распада атомов, а ученые хотят получать электричество в результате их соединения. Идея создания термоядерного реактора зародилась в середине прошлого века, но воплощать теорию на практике ученые начали лишь в начале этого тысячелетия, когда удалось решить некоторые технические проблемы. Запасы топлива для реактора нового поколения практически неисчерпаемы - дейтерий добывается из простой морской воды, а содержание лития в земной коре в двести раз больше, чем урана. Да и нужно такого «горючего» считанные килограммы. Для сравнения: при использовании дейтерия, содержащегося в бутылке воды, выделится столько же энергии, сколько при сжигании бочки нефти. При этом у новой установки уровень естественной безопасности еще выше, чем у последнего поколения новейших атомных реакторов. Отработанного топлива образуется немного и его не нужно консервировать в специальных хранилищах десятки лет.

Вместе мы - сила!

Поначалу каждая страна самостоятельно развивала это новое и очень перспективное направление, но в конце прошлого века стало ясно, что создать мощную установку термоядерного синтеза не под силу ни одному государству. Тогда по инициативе российских атомщиков и было принято решение объединить усилия и работать сообща. Международный проект назвали ИТЭР - аббревиатура от «интернациональный термоядерный экспериментальный реактор». Ученые по всему миру решили объединить свои усилия не только из-за дороговизны проекта, но и для обмена опытом и получения новых сведений.

Сегодня над созданием реактора нового поколения работают страны Евросоюза, Индия, Китай, Корея, Россия, США и Япония. У нас заказчиком российской части работ по проекту является госкорпорация «Росатом». Координирует работы специализированное агентство ИТЭР. Причем именно наша страна является «мотором» этого уникального проекта. Начиная с того, что именно СССР инициировал еще в 80-е годы этот проект и привлек к нему разные страны, и заканчивая колоссальным научно-технологическим потенциалом нашей страны в области термоядерных исследований. Кстати, участники конференции и генеральный директор ИТЭР О. Мотоджима отметили, что у России на данный момент самый высокий показатель по объемам и срокам изготовления оборудования, чего нельзя сказать о некоторых других странах-участниках, в частности, Евросоюзе.

Есть чем гордиться

- Страны - участники проекта договорились направлять на стройку не деньги, а высокотехнологичное оборудование. Вклад нашей страны - 25 компонентов будущего реактора, многие из которых просто не имеют аналогов в мире, - говорит директор Частного учреждения «ИТЭР-Центр» Анатолий Красильников. - Для их создания использовались лучшие знания и самые передовые разработки отечественных предприятий. В их производстве участвуют более 30 крупнейших институтов и организаций по всей России. Например, в Петербурге это росатомовский Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры имени Ефремова, который выполняет около 50% всех проектных работ со стороны России. Сотрудникам НИИЭФА доверили самое сложное и ответственное задание: они производят внутренние стенки термоядерного реактора, а также электромагниты, которые будут удерживать внутри него раскаленную плазму.

КОНКРЕТНО

Общая стоимость строительства экспериментального термоядерного реактора оценивается около 16 миллиардов евро, но эксперты не исключают, что эта цифра вырастет. Россия выделяет на реализацию проекта порядка 5 миллиардов рублей в год, которые трансформируются в произведенное оборудование на российских предприятиях и НИИ. Будущий реактор будет представлять собой вакуумную камеру в форме пустотелого бублика диаметром 30 метров, окруженную сверхпроводящими магнитами, создающими в ней магнитное поле. Внутри будет температура 150 млн. градусов, которую материалы реактора должны будут выдержать. Для охлаждения потребуется 33 тысяч кубометров воды в день. Для производства 500 МВт энергии реактору потребуется на входе 50 МВт. Его вес составит 360 тысяч тонн.

ВОПРОС - РЕБРОМ

Когда энергия будущего станет настоящим?

Построить экспериментальный реактор ученые обещают к 2020 году, но только при условии, что все партнеры будут неукоснительно соблюдать обязательства. В 2021 году планируется начать опыты с выделением энергии из обычных изотопов водорода. В 2027 году будет начато использование в качестве топлива дейтеро-тритиевой смеси. Если все пойдет по плану, в 2040 - 2050 годах будет построена первая в мире коммерческая термоядерная атомная станция. После этого можно строить такие же установки по всему миру.

- Основная задача проекта ИТЭР - показать, что в результате работы установки энергии будет выделяться больше (применительно к ИТЭР - в 10 раз), чем затрачивается на поддержание «горения» плазмы, а также в отработке соответствующих технологических процессов, - говорит Анатолий Красильников.

ПРЯМАЯ РЕЧЬ

Петербург стал столицей еще одной революции - технологической

Заместитель генерального директора МАГАТЭ Александр БЫЧКОВ:

- Для МАГАТЭ эта конференция важна тем, что она состоялась, и то, что для участия в ней приехали представители 45 стран. Для нас важнее всего, чтобы ученые, инженеры, которые работ в области термоядерного синтеза, могли общаться. И сейчас уже можно сказать, что конференция имела большой успех, а организацию конференции российской стороной мы оцениваем по самому высшему разряду. Кстати, общаясь с коллегами во время конференции, мы провели очень интересную аналогию. Санкт-Петербург часто называют родиной трех революций, а сейчас здесь происходит большая технологическая революция, которая, может быть, идет не так быстро, как хотелось бы, но это именно революция.

Генеральный директор Международной организации ИТЭР Осаму МОТОДЖИМА:

- Конференция прошла очень успешно, на ней было представлено очень много новой информации. Я могу в очередной раз подчеркнуть важность международного сотрудничества в сфере термоядерной энергетики, и я был очень рад видеть, как много специалистов интересуются проектом ИТЭР и готовы внести в него свой вклад. Как правило, успеху любого начинания сопутствуют такие факторы, как человеческие ресурсы, финансовые средства, высокотехнологичное оборудование и интеллект. В реализации проекта ИТЭР они присутствуют в полном объеме.

ТЕМ ВРЕМЕНЕМ

Наука вне политики

Санкции в отношении России не повлияли на участие нашей страны в международном проекте по созданию экспериментального термоядерного реактора.

- Россия выполняла, выполняет и будет выполнять свои международные обязательства в проекте ИТЭР, - заявил заместитель генерального директора госкорпорации «Росатом» Вячеслав Першуков. - В бюджете на 2015 - 2017 годы мы не меняли проект ИТЭР в сторону уменьшения. Наука в большей степени остается вне политики, и поводов для беспокойства я не вижу.

В свою очередь страны-участницы международного проекта также заявили о выполнении своих обязательств, несмотря на то, что некоторые из них в последнее время враждебно настроены против нашей страны. То, что неоднозначная политическая ситуация в мире никак не сказалась на реализации знакового проекта, подтвердил и тот факт, что научная конференция по энергии термоядерного синтеза впервые в современной истории прошла в России (Советский Союз принимал ее в 1968 году). И ни один из западных партнеров не проигнорировал этот научный форум.