Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР) столкнулся с проблемами, способными на годы задержать реализацию крупнейшего проекта в сфере "чистой" энергетики. Об этом заявил гендиректор организации, управляющей мегастройкой на юге Франции.
Цель ИТЭР — доказать возможность использования термоядерного синтеза в качестве экологически чистого, безопасного и практически неисчерпаемого источника энергии. Экспериментальный реактор должен проложить путь термоядерным электростанциям. Установка, которую строят во Франции, — это так называемый токамак. В вакуумной камере в форме бублика движется раскаленная до сотен миллионов градусов плазма. Такая температура расплавит любой материал, и, чтобы этого не произошло, горячее вещество от соприкосновения со стенками камеры удерживает магнитное поле.
Самым эффективным топливом для таких реакторов в земных условиях считается смесь дейтерия и трития — изотопов водорода. Именно ее собираются использовать в ИТЭР — но не сразу. Системы токамака сначала комплексно протестируют так называемой первой плазмой — водородной. Затем, согласно плану, поэтапно получат плазменные разряды с проектными параметрами в гелии и дейтерии и, спустя десять лет после первого запуска машины, перейдут на дейтерий-тритий, что позволит выйти на проектную мощность термоядерных реакций.
Сроки получения первой плазмы несколько раз переносили. В итоге передвинули на 2025-й. Теперь и этот дедлайн под вопросом.
Генеральный директор Международной организации ИТЭР Пьетро Барабаски сообщил, что выявили две серьезные проблемы.
Во-первых, отклонения от заданных размеров секторов вакуумной камеры. Этот ключевой элемент реактора — сам по себе мегаобъект. Внутренний объем камеры — 1400 кубометров, внешний диаметр — 19,4 метра, высота — 11,4, вес — около 5200 тонн.
Кроме того, есть признаки коррозии на теплозащитном экране. Судя по всему, это то, о чем Барабаски говорил в конце ноября. Трещины в трубах системы охлаждения, возникшие в результате приваривания трубок к корпусу, обнаружили на сегменте, уже установленном в шахту реактора, и устранить дефект на месте невозможно. Нужно либо разбирать объект, либо вовсе изготавливать новую секцию теплового экрана.
Трещины на трубах теплозащитного экрана, выявленные при сканировании. Слева — трещина глубиной 1,5 миллиметра, справа — 2,2 миллиметра
Барабаски считает, что на ремонт уйдут "месяцы и даже годы". Он признался, что получение первой плазмы в 2025-м казалось "нереалистичным" еще до этого.
Директор Частного учреждения "ИТЭР-Центр" (Госкорпорация "Росатом") Анатолий Красильников призывает не драматизировать ситуацию.
"Это нормально для столь крупного и уникального объекта. Технические трудности возникали и раньше, — указывает он. — Причина возможного переноса, о котором говорит гендиректор ИТЭР, прежде всего не в критических дефектах конструкции, а в том, что ученые хотят расширить научную программу. Значит, подготовка к испытательному запуску займет больше времени. Фактически первой плазмой будет не то, что под этим подразумевали".
Как бы то ни было, такие решения принимает не гендиректор, а высший орган проекта — совет ИТЭР, который собирается два раза в год, добавляет Красильников. По его оценке, ситуация окончательно прояснится лишь к концу 2023 года или даже в 2024-м.
"Соответственно, уплотнят программу исследований между первой плазмой и дейтерий-тритиевой. Пока все настроены сохранить вторую дату — середина тридцатых", — отмечает Красильников.
По словам Барабаски, организация предпримет меры, чтобы купировать ожидаемый перерасход средств. Как и многие другие мегапроекты, ИТЭР хронически не укладывается в смету. На строительство реактора выделяли пять миллиардов евро, однако с годами сумма выросла вчетверо.
Проект реализуют всем миром — ведущие технологические державы взяли на себя обязательства по разработке и изготовлению различных элементов установки. Доля Евросоюза — 45%, России, США, Китая, Южной Кореи, Японии и Индии — по 9,1%. Это не только позволяет распределить финансовые затраты, но и открывает каждому участнику доступ к ключевым технологиям. Сотрудничество с Россией в этом проекте продолжается, несмотря на санкции. Всего Москва должна подготовить 25 систем. Готовы пока три. В ноябре ИТЭР передали катушку полоидального поля.
Менее крупные экспериментальные реакторы типа токамак уже действуют. Так, в этом месяце китайские ученые заявили, что на токамаке EAST им удалось создать более эффективный режим удержания энергии — Super I, который, по их словам, должен стать "основным сценарием работы ИТЭР".
В США добились прорыва на установке другого типа. В декабре в Ливерморской национальной лаборатории на экспериментальном реакторе NIF достигли так называемой точки зажигания — лазерная термоядерная установка выделила больше энергии, чем было передано на дейтерий-тритиевую мишень. Однако, по словам специалистов, до экономически рентабельного реактора все равно еще очень далеко.