XX век. Исповеди: судьба науки и ученых в России

быть внедрена в полномасштабную энергетику.

— Вывод один?

— Конечно. И поэтому судьбу термоядерной энергетики мы связываем с XXI веком. Она становится просто необходимой.

МЫСЛИ ВСЛУХ: 'Сохраняется фундаментальная проблема глобального изменения климата нашей планеты из-за парникового эффекта, основной причиной которого являются выбросы и накопление в атмосфере Земли углекислого газа (24 млрд. тонн в год). К середине XXI столетия температура Земли может увеличиться на несколько градусов, что приведет к быстрому в историческом масштабе переходу к новым климатическим условиям, связанным с ростом уровня Мирового океана, эрозией береговой линии, изменениями тем пературного режима и нарушениями существующей циркуляции атмосферы. На эти новые условия человечество может не успеть среагировать. Чтобы сохранить теперешний состав атмосферы, необходима постепенная замена энергетических технологий, не использующих сжиган ие ископаемого топлива, то есть переход на новые 'чистые' технологии, исключающие парниковый эффект'.

— А разве атомная энергетика к таким 'чистым' технологиям не относится?

— Сегодня она, пожалуй, главный и единственный претендент на 'первую скрипку' в энергетике XXI века. Ее главные преимущества — высокая концентрированность производства энергии и то, что при нормальном функционировании атомная электростанция не оказывает никакого отрицательного влияния на атмосферу. Однако у АЭС есть две серьезные проблемы. Это безаварийный режим работы и высокая радиоактивность отработанного топлива.

— Но ведь эти проблемы решаемы!

— Безусловно, безаварийность может быть при высоком уровне технологии. Однако потенциальный риск катастрофической аварии сохраняется из-за громадного запаса энергии в реакторе… Поэтому когда мы говорим о получении энергии при ядерных реакциях слияния (управляемый термоядерный синтез), то прежде всего подчеркиваем, что термоядерные установки намного безопаснее, чем ядерные.

— Парадоксально: реактор энергии больше дает и, тем не менее, безопаснее?

— Ему присуща внутренняя безопасность. Она исключает саму возможность неуправляемого аварийного разгона реактора. Есть и другие преимущества, которые свидетельствуют о перспективности именно этого направления развития мировой энергетики.

— Об этом физики говорят вот уже почти полвека…

— Да, это так. За это время удалось научиться создавать в лабораторных условиях необходимое для термоядерного реактора 'звездное вещество' — плазму с высокой температурой и плотностью. На очередь встал вопрос о разработке термоядерного реактора.

ТОЛЬКО ФАКТЫ: 'В середине 80-х годов на уровне президентов стран между Европейским сообществом, СССР, США и Японией была достигнута договоренность о разработке первого в мире термоядерного экспериментального реактора ИТЭР. Основная цель проекта ИТЭР — продемонстрировать впервые технологическую осуществимость использования термоядерной энергии как источника электрической энергии. По своей значимости проект ИТЭР равносилен создан ию первой атомной электростанции в Обнинске, пущенной 27 июня 1954 г'.

— Пять тысяч киловатт… Это символично, не так ли?

— Первый реактор ИТЭР должен сыграть такую же роль. Надо показать, что физики не ошиблись! На 'Токамаках' в Европе, Японии, в США были получены весьма обнадеживающие результаты, причем по тепловой мощности на этих установках мы приблизились к первой атомной… Так что символов вполне достаточно. Если работы не будут остановлены по разным причинам, и прежде всего — финансовым трудностям, то мощность можно повысить в два-три раза, а это уже вполне ощутимые результаты, которые позволяют говорит, что стадия фундаментальных исследований успешно преодолена.

— А затем?

— Можно будет приступать к созданию ДЕМО — Демонстрационной термоядерной электростанции. Она уже должна производить 'коммерческую' электроэнергию.

— А на сегодняшний день главное достижение?

— Как и предусмотрено планами, создан инженерный проект экспериментального термоядерного реактора. Он прошел все стадии обсуждения и рецензирования. Документация подготовлена для того, чтобы передать ее в промышленность для изготовления агрегатов и систем реактора. Мы убеждены, что если по этому проекту установка будет построена, то на ней будет осуществлено зажигание термоядерной плазмы. Таким образом, завершится принципиальный этап в становлении и развитии этой проблемы.

ТОЛЬКО ФАКТЫ: 'Параметры ИТЭР в стадии зажигания: большой радиус — 8,06 м, малый радиус -3,01 м, тороидальное магнитное поле — 5,7 Тл, ток в плазме — 24 МА, температура эле ктронов — 22 кэВ, ионов — 20 кэВ, термоядерная мощность -1500 МВт. ИТЭР — поистине грандиозное сооружение диаметром с десяти — и высотой с восьмиэтажный дом'.

— Разработка реактора осуществлялась в несколько этапов. Сначала — определение основных параметров проекта. Эта работа была закончена к 1990 году. Однако уже в то время начались чисто инженерные исследования, поиски оптимальных конструкций. А с 1992 года четыре группы начали детально прорабатывать инженерный проект ИТЭР. Они находились у себя в стране, 'дома', но, тем не менее, координация осуществлялась весьма жестко: для этого было создано три проектных центра — в США, Германии и Японии. Высший руководящий орган проекта — Совет ИТЭР — находится в Москве. Полная стоимость этапа инженерного проекта ИТЭР оценивается в 1,2 миллиарда долларов США.

— Но нем дальше, тем больше требуется денег?

— На сооружение реактора требуется около семи лет, а его стоимость составит 6,9 миллиарда долларов.

— Не очень дорого?!

— Любые научные достижения очень трудно оценивать в рублях или долларах, так как они подчас способны в корне менять жизнь человечества. И таких примеров множество — они банальны, и я не стану их приводить… Мне кажется, что на каком-то таком рубеже мы находимся сегодня, так как работы по ИТЭР дали возможность глубоко понять физику явления, преодолеть огромное количество 'неустойчивостей', которые так мучили физиков. А знания, как известно, стоят дороже любых денег! Кстати, путь к ИТЭРу был сложен и дорог, пришлось провести множество экспериментов, а они, как известно, дорогие — так что страны — участницы этого международного проекта выполнили весьма значительный объем работ.

— Физика явления, безусловно, сложна… Но как представить то, что происходит внутри реактора?

— Необходимо, чтобы частица не вырвалась из камеры! Она должна быть внутри тора и не касаться стенок — магнитное поле обязано удерживать ее внутри. Траектория движения частицы сложна… В общем, можно представить, будто мы имеем дело с гигантским волчком, который создает термоядерная плазма. Температура ее достигает 450 миллионов градусов.

— Страшновато, но красиво и необычно!

— Так и есть, ведь ИТЭР — оригинальное, фантастическое сооружение.

— Если можно, несколько цифр, по которым можно судить об этом?

— Итак, идет зажигание… Газ воспламеняется, плазма работает минимально 150 секунд, но мы надеемся, что доведем время горения до тысячи… Часть энергии — 300 мегаватт мы теряем на излучении, 100 — на тепло, 50 — 'выплескивается' на стенки. Это все непроизводительные потери, и они составляют по подсчетам треть всей получаемой энергии… Нейтроны вылетают в 'коридор' из модулей. Их тысяча, размеры — два на два метра. Модули охлаждаются, то есть тепло отводится от них. Нейтронные потоки по сути дела и являются той 'турбиной', что крутит нашу электростанцию. В отличие от атомного реактора эти