Владимир Губарев - Окна из будущего
В 1966 году в отчете Комиссии по атомной энергии Конгрессу США отмечалось: "Последние годы ознаменовались выдающимся достижением: в СССР впервые разработана магнитная бутылка нового типа. Утечка плазмы в ней предотвращается путем наложения магнитного поля. Полученная магнитная конфигурация более устойчива в гидромагнитном отношении, потому что магнитное давление имеет минимальное значение вблизи центра ловушки и возрастает в любом направлении, в котором плазма стремится покинуть камеру".
Под руководством академика Арцимовича рождался "Токамак". Этой установке суждено потеснить всех конкурентов, и в конце концов — к сожалению, не так скоро, как казалось вначале! — стать прообразом термоядерных станций XXI века. А то, что они будут, сомнений теперь уже нет ни у физиков, ни у правительств.
— Именно с работ академика Арцимовича начались те исследования, которые привели к появлению "Токамаков" — этого принципиально нового рубежа в познании термояда, — так начал свой рассказ академик Евгений Павлович Велихов. — Между учеными и обществом в свое время появилась определенная договоренность: как только будут достигнуты реальные успехи, то сразу же общество выделит необходимые средства для завершения работ…
— А разве это реально сегодня?
— Именно работы на "Токамаках" показали, что есть реальная возможность сделать заключительный рывок…
— То есть поймать жар-птицу? — Да!
МЫСЛИ ВСЛУХ: "За поразительно короткий исторический период в 40 лет народонаселение удвоилось и будет продолжать увеличиваться. Так, к 2010 г. оно составит 7,1 млрд. человек. Рост населения и развитие экономики ведут к очевидному увеличению спроса на энергию. Индустриальные страны, потребляющие три четверти общей энергии, насчитывают около 20 процентов населения, и их энергопотребление на душу населения в 10 раз выше, чем в развивающихся странах".
— …Ситуация с энергетическими ресурсами уже в XXI веке станет критической. Ведь только около 10 процентов мирового производства энергии обеспечивается за счет гидро- и ядерной энергии, а остальное — это легкодоступные ископаемые ресурсы, в основном — нефть, газ и уголь. Они стремительно истощаются. К альтернативным видам относятся: ядерная энергетика, гидроэнергетика, солнечная, геотермальная, приливная энергетика и управляемый термоядерный синтез. Для альтернативных энергетических технологий важнейшим становится вопрос о том, когда конкретная технология могла бы 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.
