Перед мировым научным сообществом стоит важнейшая проблема - овладеть энергией термоядерного синтеза*. Его продуктом является высокотемпературная плазма, ее еще называют искусственным солнцем. Зажечь его в России предложил на заседании правительства в 2007 г. академик Евгений Велихов, убедивший руководство страны утвердить конкретную стратегию, в результате выполнения которой к 2050 г. у нас должны заработать промышленные энергетические станции с термоядерными реакторами. Цена проекта - 515 млрд. руб. Надежды на успех есть, рассказал на страницах газеты "Комсомольская правда" один из ведущих российских специалистов в этой области, начальник Отдела экспериментальной физики Научного центра "Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований" Сергей Мирнов.

Собственная программа отнюдь не означает, что Россия не будет участвовать в создании интернационального термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР), построить его намечено во Франции в 2017 г.

Почему же так торопятся ученые? Дело в том, что по реальным прогнозам нефть, газ, уран-235, на которых базируется современная энергетика, могут закончиться через 30 - 50 лет. И овладение термоядерным синтезом - главная альтернатива им: в результате появится возможность из 1 л воды получить энергии столько, сколько из бочки нефти. Причем в данном направлении некоторые наработки уже есть. Например, с 1975 г. термоядерная мощность в экспериментальных установках возросла от 0,1 до 10 млн. Вт. Физики научились нагревать водородное "горючее" до 200 - 300 млн. °С. К 2020 г. на новом техническом оборудовании они рассчитывают получить 500 млн. Вт. А это уже промышленный уровень энергопроизводства.

В чем преимущество термояда? Во-первых, он не нуждается в уране-235, которого в природе относительно мало. Во-вторых, радиоактивные отходы, связанные с его применением, в 100 раз менее опасны, чем при использовании атомной энергетики.

Конечно, чтобы зажечь термоядерное солнце, потребуются большие средства и усилия. Ведь энергию получают пока только на секунды. А термоядерный реактор должен "гореть, как свеча". И даже когда во Франции в 2017 г. построят ИТЭР, энергетическое чудо не наступит: ведь он нужен уже сейчас для изу-

Схема термоядерного реактора.

* См.: В. Глухих и др. На пороге термоядерной эры. - Наука в России, 2003, N 3 (прим. ред.).

стр. 15

Международный токамак ИТЭР.

чения свойств так называемой горячей зоны реактора. Как ею управлять, какие энергетические нагрузки допустимы, как организовать стационарное термоядерное горение - на эти и многие другие вопросы нужно получить ответы как можно быстрее. Лишь затем начнется строительство в Японии нового усовершенствованного реактора - так называемого ДЕМО (войдет в строй в 2020 г.). Он сможет греть воду и вырабатывать электроэнергию, как ТЭС. Приобретенный опыт его эксплуатации позволит создать типовой проект термоядерных электростанций, которые затем "разойдутся" по разным странам.

Искусственное солнце будет во сто тысяч раз мощнее естественного: благодаря тяжелым изотопам водорода оно должно разогреваться до сверхсолнечных температур. И вспыхивать в реакторе в виде бублика из дейтерия и трития с помощью различных хитроумных "зажигалок": электрического тока, быстрых пучков частиц, либо, как в СВЧ-печке, СВЧ-излучением. Малый радиус бублика - 2 м, большой -6 м. "Зажигалки", воспламеняя газ, ионизуют его, превращая в плазму, жестко привязанную к магнитному полю. Захваченная им, она отрывается от стенок токамака ("тороидальная камера с магнитными катушками")* и повисает, не касаясь их. Далее начинается процесс слияния изотопов водорода с образованием атома гелия и быстрого нейтрона - главного носителя энергии синтеза. Нейтрон свободно покидает камеру токамака и попадает в специальную оболочку "бланкет", где отдает свою энергию воде, превращая ее в пар, который затем подается на турбины электростанции. Таким образом, производство электрического тока оказывается практически безотходным: продукт синтеза - гелий - может быть собран в баллоны и затем использован во многих промышленных отраслях. Причем этот инертный газ, если и попадет в воздух, то быстро поднимется вверх и улетит.

Есть ли шанс построить отечественный реактор? "Несомненно, - утверждает Сергей Мирнов. - Иначе не стоило бы вообще влезать в это дело. Но сегодня надо понять, что подобным проектом лучше заниматься нескольким странам, чтобы исключить ошибки... Задача ИТЭРа - обнаружить и по возможности обезвредить скрытые препятствия на пути развития термоядерной энергетики".

Кузина С. Согреет ли Россию искусственное солнце? - "Комсомольская правда", 26 сентября 2007г.

Материал подготовил Ярослав СИБИРЦЕВ

* Впервые разработан в Институте атомной энергии им. И. В Курчатова в 1975 г. (ныне РНЦ "Курчатовский институт") для исследования проблем термоядерного синтеза (прим. ред.).

Публикатор:

Постоянная ссылка для научных работ (для цитирования):

Комментарии: