Поиск - новости науки и техники

Термоядерный пазл. Реактор нового поколения строят всей планетой.

Среди живописных альпийских склонов, оливковых рощ и лавандовых полей возводится самая сложная установка современности – Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER). С его помощью ученые планируют получить новый источник энергии, способный заменить все существующие.
В 2013 году корреспондент “Поиска” отправился вместе с группой европейских журналистов в Кадараш – местечко на юге Франции, где идет строительство (см. статью “Дом для Солнца”, “Поиск” №25, 2013).
И вот спустя год мы снова побывали в Провансе и увидели своими глазами, какие произошли изменения…
Сейчас на месте, где будет стоять реактор, рабочие устанавливают особую сейсмическую плиту толщиной 1,5 метра. Процесс этот долгий и очень кропотливый – на протяжении девяти месяцев строители должны метр за метром залить бетоном 15 сегментов площадки. Первый метр – в северо-западном углу стройки – “вырос” в декабре 2013 года, следовательно, в августе работа закончится, и можно будет приступать к строительству самого здания.
Год назад здесь был только гигантский котлован. В нем установили 493 сейсмоустойчивых столбика с возможностью смещения в 10 см. Вся эта конструкция вместе с сейсмоплитой составляет основу фундамента здания, строительство которого, по плану, начнется в 2014 году. Она будет защищать его в случае непредвиденных природных явлений. “Дом для Солнца”, так в шутку называют его между собой ученые, достигнет 80 метров в высоту, 120 метров в длину и 80 метров в ширину. На его конструкции уйдет 16 тысяч тонн арматуры, 150 000 м3 бетона и 7500 тонн стали.
Рабочие, кстати, трудятся на стройке самые обычные, то есть без научного образования. Это немного замедляет строительство, сетуют ученые, наблюдающие за ходом дела. Но других вариантов у них нет. Им приходится внимательно следить за работой, ведь даже маленькая ошибка может привести к тому, что эксперимент не даст нужного результата. Все должно быть идеально!
Напомним, что ITER – это международный проект и мощнейшее научное объединение самых развитых стран, в которое вошли: Китай, ЕС вкупе со Швейцарией (как одно целое), Индия, Япония, Республика Корея, Россия и США.
Конечно, другие страны тоже интересуются проектом, но, чтобы стать полноценным его членом, нужно раскошелиться: сделать взнос размером около полутора миллиардов евро! В прошлом году большое желание вступить в проект проявляли Канада и Казахстан – переговоры ничем не закончились. На самом же деле, если страна готова потратить полтора миллиарда, участники ITER радостно примут ее в свои ряды. Правда, на особых условиях. Желающие должны делать взнос деньгами и только деньгами, в то время как все нынешние страны-участницы свою часть (около 9% стоимости от всего проекта) отдают оборудованием. Россия, к примеру, вкладывает деньги в производство компонентов на своей территории и уже готовыми отправляет их в Кадараш. Так как все заказы на различные компоненты уже давно распределены между странами-участницами, новичкам, если таковые появятся, что-то изготавливать не доверят, так же как и вносить какие-либо изменения в проект. Короче говоря, принимают в ITER теперь только за наличные.
Еще одно требование: за кандидатуру нового участника члены проекта должны проголосовать единогласно, так что Иран или КНДР вряд ли могут рассчитывать на то, что попадут в ряды термоядерных стран. Но в целом, люди, трудящиеся над проектом, придерживаются мнения, что от политических санкций и отношений нужно абстрагироваться. Наука вне политики.
Все участники должны придерживаться графика изготовления оборудования. РФ его выполняет без существенных отклонений, влияющих на отставание проекта, чего нельзя сказать о многих других странах. То есть у нас на данный момент одни из самых высоких показателей.
– Сейчас мы идем по своему быстрому графику и производим компоненты вовремя, но зачастую оказывается, что принять готовое оборудование во Франции не могут, поскольку не построены какие-то здания, сооружения, стенды, на которые оно должно устанавливаться, – рассказал директор проектного центра ITER в России Анатолий Красильников.
России есть чем гордиться! Сердцем ITER станет детище великих русских физиков Игоря Тамма и Андрея Сахарова – токамак. Вероятно, из-за этого россияне взяли на себя много технологически сложных задач, которые, к слову, оказались нашим ученым по силам. За последний год существенные результаты получены в Институте прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде. Там создали и уже испытали первый прототип гиротрона.
– В России вышли на заложенные ITER параметры. В Европе, например, не смогли! – отметил директор российского центра. Оказалось, прототип пытались сделать и на Западе, но не получилось.
Более того, европейцы даже приезжали в Нижний Новгород узнать, не могут ли они долю ответственности переложить на Россию и заказать оборудование у нас, но пока на это не решились.
В части изготовления сверхпроводников российские ученые тоже не ударили в грязь лицом. В 2014 году, в соответствии с графиком, их производство для ИТЭР в РФ завершится. Еще год уйдет на изготовление кабелей для сверхпроводников. Все по плану. Правда, у руководства предприятий уже встает вопрос, как дальше страна сможет использовать созданную сверхпроводниковую промышленность.
– Заказов сейчас нет. Идут, конечно, обсуждения в госкорпорации “Росатом” о производстве медицинских томографов с использованием сверхпроводников, но оно потребует большой организационной работы внутри корпорации. Мы очень надеемся, что “Росатом” ее проведет, – рассказал Анатолий Красильников.
Сверхпроводники в Кадараше уже принимают. Россия сделала восемь поставок. По результатам исследования и по словам ученых, российский сверхпроводник всегда показывает очень хорошие параметры, а по некоторым он даже лучше, чем у остальных участников. С этим согласны все члены ITER – РФ создала, вероятно, лучшее производство в мире, считает директор российского центра.
Одним из существенных результатов стало и то, что в проект вошел Институт ядерной физики им. Г.И.Будкера СО РАН. Он взял на себя разработку технологии и инженерии установки диагностических систем в каналы вакуумной камеры реактора. Соглашение об изготовлении и поставке соответствующего оборудования было подписано еще в 2013 году. Российские сотрудники ITER уверены в успехе сибирских ученых. В Новосибирск приезжало руководство ITER, чтобы познакомиться с производством. Все остались довольны уровнем и квалификацией специалистов, качеством оборудования. Более того, в Новосибирске рассчитывают получать заказы и от других партнеров проекта.
Наравне с Россией в график укладываются Южная Корея и Япония. Последняя, правда, немного отстает, но на то у нее есть серьезные причины. В 2011 году японцы пережили страшную катастрофу, унесшую 15 870 жизней. Сильнейшее землетрясение у восточного острова Хонсю и последовавшее за ним цунами произвели массовые разрушение на северных островах Японии. Часть предприятий, вовлеченных в проект, оказались в зоне этих трагических событий. Многие здания были разрушены, а оборудование вышло из строя. Япония, к счастью, довольно быстро все восстановила, но выбилась из графика на полтора года. То есть если бы трагедии не было, то можно было бы предположить, что японцы выполнили бы все точно в срок. Руководство ITER вошло в положение пострадавшей страны и заново скорректировало общий график.
Итак, Южная Корея, Россия и Япония – лидеры по поставке оборудования в срок. Наибольшие же опасения вызывают европейские и американские коллеги – именно они стоят “в хвосте” графика изготовления. Об этом упоминали многие сотрудники ITER.
В последнее время дает повод поволноваться Индия. Существует вероятность, что индийские предприятия могут не выполнить вовремя заказ на ключевую систему – криостат. Китайцы декларируют, что существенных проблем нет. Хотя недавно и они признались, что испытывают некоторые трудности с изготовлением витков, по которым должен протекать ток.
В связи с этим было решено создать три комиссии, которые могли бы дать заключения и рекомендации, как сократить отставание. Одна из них занимается анализом деятельности домашних агентств – центров, призванных осуществлять контроль за выполнением заказов в каждой стране-участнице, вторая оценивает деятельность высшего руководства, третья изучает работу менеджмента по таким аспектам, как строительство, дизайн, закупки, человеческие ресурсы, ядерная безопасность и т.д. Все страны заинтересованы в том, чтобы вовремя выполнить свои обязательства, но не у всех получается. Конечно, юридически сторона может передать контракт другому участнику. Есть только один пример – когда систему водяного охлаждения ОТП американцы передали международной организации, название которой не разглашается. При этом они оставили за собой ответственность и необходимость финансирования работ. Даже после передачи они все равно отвечают перед начальством ITER за качество компонентов. Это единственный раз, когда один из партнеров перепоручил разработку системы центральной организации.
В любом случае, строительство ITER когда-нибудь закончится, в срок или нет.
– Сам проект не может быть неуспешным, – считает генеральный директор Международной организации ITER Осаму Мотоджима. – Предполагать, что ITER завершится неудачей, не стоит, потому что в таком случае развитие термоядерных технологий на долгое время остановится. Мы уверены в хорошем исходе. Сроки запуска могут меняться – это, на самом деле, не критично. Рано или поздно мы получим новый источник энергии.
Ученые занимаются термоядом уже 20 лет, и, может, еще столько же времени пройдет, прежде чем они получат нужный результат. Главное для них сейчас – сделать так, чтобы возможность создания термоядерной энергетики была “в их руках”.
Что же будет, когда строительство ITER завершится и установка будет запущена? Если этот мировой пазл соберут, то концепция реактора будет подтверждена и технологически продемонстрирована. А поскольку технологии принадлежат странам-участницам, значит, все государства, принявшие участие в проекте, смогут построить у себя такие установки. Проект показал, кто на что способен, потому что ITER – технологическая платформа, на которую все участники пришли со своими самыми лучшими достижениями.
Но, может, не менее важно другое: ITER стал для мира большой ценностью. Проект научил государства и предприятия правильно взаимодействовать, уважать и понимать друг друга. Страны, входящие в организацию, – это больше половины населения Земли и более 80% ВВП. По существу, это наиболее мощная часть человечества, и если она разработает и реализует концепцию токамака нового поколения, то другой концепции, скорее всего, предложить уже никому не удастся.

Татьяна ЧЕРНОВА
Фото автора

Нет комментариев