Сейчас российские атомщики вместе со своими зарубежными коллегами создают самую сложную технологическую систему из существующих на Земле - термоядерный реактор
Строить его начали на Лазурном Берегу, на территории французского центра ядерной энергетики Кадараш. Международный проект называется ИТЭР - аббревиатура от "интернациональный термоядерный экспериментальный реактор". О нем пока мало что известно широкой общественности, да и интерес к проекту невелик. Пока невелик: судя по всему, от результатов работы ученых будет зависеть будущее всего человечества. И нужно время, чтобы люди осознали масштаб и колоссальное значение этого проекта. Как сказал президент научно-исследовательского центра "Курчатовский институт" Евгений Велихов, проект ИТЭР - "ворота в термоядерную энергетику, через которые мир должен пройти".
Другой альтернативы нет
Ветер, солнце и вода - хорошие источники экологически чистой энергии. Они могли бы полностью удовлетворить потребности человечества. Проблема в том, как эту энергию получить. В мире не так много обжитых мест, где можно строить гидроэлектростанции, где постоянно дует ветер, где солнечных дней в году больше, чем пасмурных.
Геотермальная, биомассовая, градиент-температурная электроэнергетика - и вовсе "капля в море". Каждая из них может обеспечить электричеством разве что ферму, поселок, завод. Не более того. Поэтому все больше людей считают, что другой альтернативы ядерной энергетике нет. Причем среди таких людей есть и экологи с мировым именем. Например, президент международного движения "Защитники окружающей среды за атомную энергию" Бруно Комби, активист "Гринпис" с 40-летним стажем Патрик Мур, член Лондонского королевского общества профессор Джеймс Лавлок и многие другие.
Почему ярые экологи встают на защиту ядерной энергетики? Потому что, когда работает атомная станция, внутри замкнутого реактора происходит физическая реакция и, в отличие от химической реакции горения на угольной ТЭЦ, она не оказывает воздействия на окружающую среду. И представьте - в ТЭЦ для производства одного киловатт-часа энергии нужно сжечь почти полтонны угля. На долю угольных ТЭЦ приходится около 40% мирового производства электричества, и, какие бы технологии при этом ни применялись, загрязнение получается колоссальное.
Поэтому ученые ищут универсальный, мощный, надежный и безопасный источник энергии. Известен он давно - это термоядерный синтез. Только применить его на практике пока не получается.
Долгая дорога от войны к миру
Чтобы создать водородную бомбу, понадобилось чуть больше десяти лет. А приручить "термояд" для использования в мирных целях ученые всего мира пытаются более полувека. Теоретически ничего сложного в этом нет. Сырья для термоядерного горючего в избытке - это вода и литий. Из них выделяются изотопы водорода дейтерий и тритий, которые и являются основой термоядерного синтеза. Добывать их просто, да и нужно для реакции немного.
Первые работы по энергии синтеза были опубликованы в 20-х годах прошлого столетия. В 1956 году в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова был построен первый - ТОКАМАК. Это камера в форме полого бублика, в стенках которой - магнитные катушки, удерживающие внутри камеры горячую плазму.
На тот момент ученые всего мира бились над вопросом - как удержать горячую плазму, в которой и происходит синтез ядер изотопов водорода. Отечественные ученые с помощью сверхпроводников создали магнитное поле, в котором плазма остается в подвешенном состоянии. И иностранные специалисты признали советский вариант установки идеальным для управляемого термоядерного синтеза.
Сначала казалось, что достаточно нагреть плазму - и можно будет уже говорить о строительстве новых электростанций. На самом деле все оказалось значительно сложнее: на самом мощном на данный момент токамаке, находящемся в Англии, плазма горит максимум 15 секунд. Правда, на нем не используются сверхпроводники, производящиеся для проекта ИТЭР специалистами "Росатома". К тому же на английской установке для поддержания горения плазмы энергии тратится больше, чем она в результате дает.
По предварительным расчетам, на новом, сверхмощном токамаке с объемом плазмы 837 квадратных метров, который строится во Франции для проекта ИТЭР, будет вырабатываться в 10 раз больше энергии, чем нужно для обеспечения его работы. И работать он сможет в постоянном режиме, прекращая горение плазмы только при необходимости.
В конце прошлого века стало понятно, что строительство достаточно крупной установки термоядерного синтеза не под силу одному государству. Тогда с подачи академика Евгения Велихова было создано объединение нескольких стран для изучения этого вопроса и строительства ИТЭР. В России заказчиком российской части работ по проекту является ГК "Росатом", который создал специализированное российское агентство ИТЭР. Российские атомщики создают 18 уникальных различных систем и компонентов для термоядерного будущего человечества.
Мощнее - не значит страшнее
Как известно, водородная бомба на порядок разрушительнее атомной. Ходят слухи, что когда в начале 60-х годов прошлого века у руководства страны появилась идея взорвать над Новой Землей 100-мегатонную бомбу, ученые-ядерщики всячески отговаривали Хрущева от этой затеи. В результате бомбу взорвали в половину мощности. В 400 (!) километрах от эпицентра взрывная волна разрушила все деревянные дома в брошенном поселке.
Термоядерные технологии для мирных целей тоже намного эффективнее, чем те, что используются на традиционных АЭС. А вот безопаснее ли?
Если сравнивать ИТЭР с АЭС, то во время работы оба вида реакторов не загрязняют окружающую среду. Но, в отличие от ИТЭР, для АЭС существует вопрос хранения и переработки большого количества отработавшего ядерного топлива. А на термоядерной станции его будет всего несколько килограммов (о сотнях тысячах тонн отходов и выбросов тепловых станций и говорить не приходится). Кроме того, побочным продуктом термоядерного синтеза является тот же тритий, вполне годный для дальнейшего использования.
Более того, в термоядерной установке практически отсутствует проблема консервации. Останавливается горение плазмы моментально, а после смены отработавших деталей станцию можно запускать заново. Именно поэтому реакция термоядерного синтеза называется управляемой - ее так же легко запустить, приглушить либо прекратить, как пламя в газовой плите.
Плазма в ИТЭР будет в десятки раз горячее Солнца - 150 млн градусов. Если даже предположить практически нереальную ситуацию, например, разрушение реактора, то это приведет только к одному результату - плазма моментально погаснет, а радиоактивные вещества останутся в пределах активной зоны.
Пока работы по созданию нового реактора, которые ведутся в 70 километрах от Марселя, на Лазурном Берегу, еще в самом начале. И смотреть пока не на что: ангары, бытовки, технологические постройки.
Получение первой термоядерной энергии в промышленных масштабах планируется не раньше 2040 года. До того времени АЭС при соблюдении правил переработки ядерных отходов - наиболее безобидный для природы и самый эффективный вариант выработки энергии. Но не успеем мы оглянуться, как термоядерная энергетика перестанет быть сказкой, ведь когда-то и воздухоплавание казалось несбыточным.
Хорошая новость: Россия сделала первые поставки оборудования
Россия первой среди стран - участниц проекта осуществила поставку оборудования для ИТЭР. В проекте ИТЭР корпорация "Росатом" достигла успехов, создав на базе НИИЭФА имени Ефремова при участии ряда других институтов уникальное промышленное производство.
В январе этого года Институт кабельной промышленности, расположенный в подмосковном Подольске, приступил к скрутке 760-метрового ниобий-оловянного кабеля для магнитных катушек термоядерного реактора. Это первая российская поставка для проекта. Магнитные катушки из отечественного сверхпроводящего кабеля будут изготавливать в Италии.
Как признают практически все специалисты, по сложности оборудования с ИТЭР пока не могут сравниться ни космические станции, ни адронный коллайдер.