В Провансе, где поля похожи на море, а платаны поднимают вверх свои голые руки, реализуется величайший проект современности — экспериментальный термоядерный реактор под названием ИТЭР. Именно туда, на юго-восток Франции, в местечко Кадараш, что недалеко от Лазурного берега, и отправились журналисты Европейского объединения ассоциаций научных журналистов.
Возводить реактор на родине Гея Люссака решили не случайно. Ведь Франция — страна с богатыми научными традициями. А в самом Кадараше с 1959 года работает исследовательский центр ядерной энергетики. Изначально название проекта представляло собой аббревиатуру от International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER). Но ведь “iter” переводится с латинского как “путь”! И теперь во всем научном мире этот проект известен под названием ИТЭР. “Путь в энергетику будущего” — под таким слоганом обретает свои очертания реактор.
Идея проекта берет свое начало еще в 1950 году, когда академики Андрей Сахаров и Игорь Тамм предложили использовать магнитное поле для удержания высокотемпературной плазмы (смеси из разделенных ядер и электронов). Позже российские ученые разработали концепцию термоядерной установки Токамак, ставшей основой термоядерного реактора ИТЭР. А в 1985 году академик Евгений Велихов озвучил Михаилу Горбачеву идею о необходимости создания международной кооперации, потому что “ни одна страна в одиночку не поднимет такой проект”.
О сторонах-участницах
Больше 20 лет самые научно развитые страны мира шли к решению объединить свои усилия для получения энергии совершенно нового типа. Лишь в 2006 году Евросоюз и шесть государств подписали соглашение о совместном создании экспериментального термоядерного комплекса. В научное объединение вошли: Китай, ЕС вкупе со Швейцарией (как одно целое), Индия, Япония, Южная Корея, Россия и США.
Конечно, другие страны тоже проявили нешуточный интерес к проекту. Активнее всех оказались Казахстан, Канада и Бразилия.
— К сожалению, их вступление в коалицию сопряжено с определенными трудностями, — рассказал специалист по информационным связям российского агентства ИТЭР Александр Петров, — обязанности между странами уже распределены, на их пересмотр ушло бы большое количество времени и сил, которые лучше потратить на реализацию грандиозного плана. Интерес стран к проекту понятен, причастность к ИТЭР — это инвестиция в успешное будущее своего государства. Но список участников остается неизменным.
Финансируют строительство все страны научного объединения. Большую часть платит ЕС — 45%, вклад всех остальных — по 9,09%. При этом каждая страна перед получением заказа на создание определенных элементов реактора проходит серьезный производственный конкурс. Ведь все элементы должны соответствовать самым высоким стандартам. Малейшее отступление от них сведет на нет все старания: системы просто не подойдут. Еще очень важным моментом является то, что страны, внося свой вклад в реализацию проекта, получают полный доступ ко всем технологиям. В будущем это даст всем участницам возможность построить подобный реактор на своей территории.
Что же касается России, то она должна поставить на ИТЭР 19 систем.
— Это девять диагностических систем, одна из шести катушек полоидального поля, оборудование для ЭЦР нагрева и генерации тока, сверхпроводники для магнитной системы и т.д. Еще мы создаем порядка 40% компонентов первой стенки, граничащей непосредственно с горящей плазмой, температура которой может достигать 300 млн градусов, — рассказал представитель российского агентства.
Для того чтобы оборудование производили качественно и в срок, в каждой из стран создали специальную организацию — агентство, координирующее все поставки. В РФ более 30 крупных научных центров участвуют в создании элементов реактора, но головной организацией-госзаказчиком является Государственная корпорация по атомной энергии “Росатом”. Россия уже начала поставлять сверхпроводники для магнитной системы ИТЭР. В производственном графике поставка сверхпроводников стоит на первых позициях. Иными словами, работа уже идет не на бумаге, а на уровне производства и поставок.
Это исчерпывающий ответ “итээровским пессимистам”, которые пророчили, что ничего не получится, что все заглохнет на уровне согласований.
О реакторе
Так что же такое ИТЭР и почему этот проект станет революционным? Как утверждают ученые, подобные реакторы способны обеспечить человечество энергией совершенно нового уровня, сопоставимой по энергоемкости с солнечной. Самая яркая для землян звезда, впрочем, как и все остальные звезды, вырабатывает свою энергию путем термоядерного синтеза. По этому же принципу заработает и реактор в Кадараше. Его основой будет Токамак. Внутри установят катушки для создания тороидального магнитного поля, в которые вставят тороидальную вакуумную камеру. Из камеры откачают воздух и заполнят ее смесью дейтерия и трития, после чего индуктор создаст вихревое электрическое поле. Именно оно вызовет протекание тока и зажжет в камере плазму.
Этот грандиозный замысел опирается на научные достижения со всего мира, и все они направлены на создание одного-единственного реактора. По словам самих ученых, работающих над проектом, никто никогда не создавал ничего подобного. “Но у нас такое чувство, что все получится. Это еще сравнят с изобретением самолета!” — не без гордости заметил один из сотрудников ИТЭР.
Итак, в основе работы реактора лежит управляемый термоядерный синтез. С точки зрения современных технологий, самая легко осуществимая реакция в этом случае — слияние вышеупомянутых ядер дейтерия и трития с образованием ядра гелия и высокоэнергетического нейтрона. Эта реакция сопровождается значительным выплеском энергии. Единственный недостаток — возникновение нейтронной радиации. Но в этом смысле термоядерный реактор гораздо безопаснее ядерного.
Источником дейтерия служит обычная вода. А тритий добудут из облученного нейтронами лития, самого легкого из всех металлов. “Мы могли бы взять любой материал для создания плазмы, — немного самоуверенно произнес один из инженеров, читая доклад, но сразу же поправил себя, улыбаясь: — Хотя, конечно, не любой”.
Так что именно от этих двух элементов будет зависеть получение “волшебного топлива”. Один его грамм по энергоемкости сопоставим с восемью тоннами нефти! Другой пример: имея все тот же грамм будущего вещества, можно обеспечить, например, загородный дом энергией на 300 лет. Все это звучит невероятно!
Актуальность организации ИТЭР очевидна. Потребность человечества в энергии растет с каждым годом. По прогнозу Международного агентства по энергетике, мировое потребление энергии к 2030 году должно увеличиться на 50%, так что использование термоядерного синтеза может стать спасением для нашей планеты. Благодаря ИТЭР, даже с учетом неидеальной эффективности, можно получить 200 000 кВт/час. И для этого потребуется, грубо говоря, всего лишь одна батарейка для компьютера (в ней содержится необходимое количество лития) и 45 литров самой обычной воды.
Ричард Питтс (Richard Pitts), один из физиков-инженеров, работающих над проектом, весь принцип функционирования реактора объяснил очень просто. Перед специалистами, сказал он, стоят три задачи: обуздать плазму, “засунуть все в одну коробку” и удержать то, что в ней начнет происходить, под контролем. Правда, на самом деле ученые еще не совсем поняли силу, которая контролирует весь процесс, признался он, но ИТЭР в первую очередь эксперимент, и многие технологические вопросы возникают по ходу работы, а решения вырабатываются “здесь и сейчас”.
К сожалению, первую плазму получат еще не очень скоро. Сначала всю систему будут испытывать. Желаемых результатов планируют достигнуть в 2020-2022 годах. А пуск реактора на дейтериево-тритиевой смеси ожидается только к 2027 году, уточнил глава проекта Реммелт Хаанге (Remmelt Haange).
Очень важно, что в случае неудачи никаких сметающих все на своем пути взрывов не произойдет. ИТЭР абсолютно безопасен. Худшее, что может случиться, — термоядерная реакция просто прекратится. Так что ИТЭР вполне можно отнести к источнику “зеленой энергии”.
О строительстве
Сейчас на площадке порядка 120 гектаров уже вырыт под здание реактора огромных размеров котлован. Он выложен гигантскими плитами и усеян небольшими аккуратными сейсмоустойчивыми столбиками. Удивительное детище инженерной мысли! Под открытым небом десятки рабочих трудятся над созданием идеального фундамента.
— Мы стали свидетелями исторического момента, — шепнул один из журналистов. И с ним нельзя было не согласиться. Стройка производит впечатление.
Помимо этого, уже построено здание, где будут производиться огромные катушки полоидального поля, и подготовлена линия электропередачи, которая выглядит довольно скромно, учитывая будущие размеры реактора.
А совсем недавно прошла официальная церемония открытия штаб-квартиры. Теперь ученые могут из окон наблюдать, как приобретает очертания могучий Токамак.
О сотрудниках
Трудится над созданием ИТЭР большая международная команда. Она состоит из специалистов, приехавших из стран — участниц проекта. Российская квота равняется 9%, а значит, и доля россиян должна быть такая же. Но сейчас процент русских сотрудников составляет чуть более шести. “Этот момент нас немного тревожит, ведь мы имеем право отправить в Кадараш больше людей, — признался представитель российского агентства ИТЭР Александр Петров. — Но мы над этим работаем и специалистов, которые туда стремятся, поддерживаем”.
Требования к персоналу самые серьезные. Помимо того что все работники должны обладать высоким профессионализмом, они еще и обязаны хорошо владеть английским языком. Не каждый может попасть в международную команду, желающих много — 20-30 человек на место.
Для того чтобы поехать в Кадараш, русскому специалисту после прохождения конкурса нужно получить официальное одобрение и разрешение на подачу заявления от “Росатома”. В этом ведомстве будущий сотрудник должен получить еще и рекомендацию — в доказательство того, что он действительно подходит по всем параметрам.
Вполне вероятно, ученые, инженеры, экономисты и многие другие, получив должность в Кадараше, посвятят всю свою профессиональную жизнь ИТЭР. И дело даже не в деньгах (хотя стоит отметить, что зарплаты у сотрудников немаленькие), а в том, что, работая на реакторе, человек чувствует свою причастность к делу планетарного масштаба.
И действительно, все встречавшиеся на нашем пути сотрудники выглядели очень воодушевленными. Их лица, казалось, говорили: “Я работаю на ИТЭР, а значит, я изменю мир”.
Татьяна ЧЕРНОВА
Фото автора
Нет комментариев