Газета Завтра - Газета Завтра 48 (1200 2016)
"ЗАВТРА". Какой-то термоядерный стим-панк получается…
Валентин ГИБАЛОВ. Стим-панк, да. Канадцы тоже собрали достаточно денег, около ста миллионов долларов. У них тоже есть сложности, но красивость (или безумность?) их идеи привлекает к ним энтузиастов. Есть наша альтернатива, российская…
"ЗАВТРА". То есть в России продолжаются и свои уникальные работы над термоядерным синтезом?
Валентин ГИБАЛОВ. Да. Это Институт ядерной физики им. Будкера в Новосибирске. У новосибирцев есть очень интересные наработки по так называемым "открытым ловушкам", это их конёк. Когда уже упомянутую американскую MFTF закрыли в конце 80-х, об открытых ловушках позабыли — а новосибирцы вели работы все 90-е годы и достигли очень серьёзных успехов, в результате чего в мире снова заговорили об открытых ловушках.
"ЗАВТРА". Да, я читал, что новосибирцы свои установки собирали буквально в каких-то неотапливаемых сараях, на голом энтузиазме…
Валентин ГИБАЛОВ. Да. И вот это полузабытое направление — на фоне несомненных успехов российских физиков — вновь стало интересным через двадцать лет, когда намечается очередной кризис по токамакам. Поэтому я и говорю, что альтернативы всегда надо поддерживать. Это всегда и страховка, и задел на будущее.
"ЗАВТРА". Хорошо, подведём итоги в нынешнем состоянии термоядерной энергетики. ITER — это проект ещё на десятилетия вперёд, его сроки постоянно переносятся, но понемногу проект идёт вперёд. Проект сверхсложный, кое-где, я так понимаю, чуть ли не целые уникальные заводы собираются строить для изготовления деталей ITER. А в какие сроки у людей есть надежда получить управляемую и экономически выгодную термоядерную реакцию?
Валентин ГИБАЛОВ. Это очень трудный прогноз. Можно сказать "завтра", можно сказать "никогда" — и оба ответа будут неверными. Реально то, что, несмотря на все трудности, ITER — это совершенно передовой проект, он в тысячу раз превосходит всех своих конкурентов по основным параметрам и на порядок больше того, что когда-либо делалось на пути покорения термоядерной плазмы.
"ЗАВТРА". То есть "если не догоним, то уж согреемся точно"?
Валентин ГИБАЛОВ. Да, безусловно, и технологии, полученные на ITER, однозначно найдут применение в дальнейшем. Тут есть один аспект, который мало кто упоминает. Дело в том, что все эти многочисленные установки, которые были созданы — 150 токамаков, около 200 других термоядерных установок — это всё электрофизические установки. В них, кроме двух самых мощных, никогда не было термоядерной реакции, это не были ядерные установки со всеми их проблемами и ограничениями. Термоядерными установками были до ITER только уже упомянутый токамак JET и американский токамак TFTR, но для обоих токамаков это было окончание их карьеры, после чего их пришлось демонтировать и захоронить. Причём в них было очень небольшое количество трития, но реакция была. Тритий вообще сам по себе очень неприятен, потому что очень активен, он встраивается в биологический цикл, это вода, фактически.
"ЗАВТРА". Я так понимаю, что первую стенку реактора надо потом утилизировать, ведь она будет активирована нейтронами? Соответственно, будет лучить "живительные" альфа, бета и гамма лучи?
Валентин ГИБАЛОВ. Да, там совершенно невероятная радиация будет, даже по меркам современной ядерной отрасли. Например, ITER — не самый плотно используемый реактор, в нём только четверть времени работы будет гореть плазма. Но при этом после его остановки, через сутки, там будут поля в 50 тысяч рентген в час в центре камеры — там люди не могут находиться ни доли секунды. Даже роботы будут работать внутри, так как сами будут "светиться", если выйдут наружу, а рядом c ITER сразу строят завод по работе с радиоактивными отходами.
"ЗАВТРА". То есть получается, что реальная термоядерная энергетика будет продуцировать если не большие, то сравнимые с ядерной энергетикой объёмы высокоактивных отходов?
Валентин ГИБАЛОВ. Нет, так как тут два аспекта. Ядерная энергетика производит много ОЯТ (отработанного ядерного топлива). Это очень большое количество радиотоксичности, ОЯТ надо хранить 100 тысяч лет, причём под строгим контролем, это большая проблема для ядерной энергетики. А у термоядерной энергетики ОЯТ не будет, но будет активация конструкций, которая будет больше, чем у ядерной энергетики. Но если сложить "много ОЯТ" и "немного активных первых стенок", то баланс будет однозначно в пользу термоядерной энергетики — она гораздо чище современной ядерной. Конечно, тут не без проблем, есть уже упомянутый тритий. И ITER — первая по-настоящему термоядерная установка, на которой это всё будут испытывать, которая строится как настоящая ядерная электростанция.
Там везде ставят двойные стенки, везде двойные трубы. В здании токамака ITER в бетон будет установлено 80 тысяч металлических пластин, потому что бетон на ядерных объектах нельзя сверлить, всё будут приваривать или прикручивать к этим металлическим пластинам, которые уже заранее закрепили к арматуре самого железобетона.
ITER — это первая промышленная установка, и все дальнейшие попытки сделать термоядерный реактор будут использовать опыт ITER. Например, робототехника в ITER — это отдельный, сверхсложный и уникальный проект, единственный в мире. Там можно любую систему взять, и она окажется рекордной. Это и в самом деле выглядит как альпинизм с помощью строительного крана высотой с гору.
"ЗАВТРА". Я понял. Тогда мы быстро будем на вершине? Сколько на это надо времени: 10 лет, 20, 30, полвека, век? Ведь термоядерная энергетика уже не девочка, ей уже, по-хорошему, 50 лет в обед!
Валентин ГИБАЛОВ. Лев Арцимович, один из отцов термоядерной энергетики, в своё время, устав от вопроса "когда?", сказал, что термоядерный реактор будет построен, когда это станет нужно человечеству. Речь сегодня как раз идёт о том, что нет какой-то насущной потребности в таком громадном запасе энергии, которую нам обещает управляемый термоядерный синтез, поэтому всё и идёт столь неспешно. У того же проекта ITER есть сценарий, что делать, если завтра вдруг в мире понадобится дополнительный тераватт мощностей (1000 гигаватт!). Там просчитано, что за 20-25 лет можно перейти к массовому строительству термоядерных реакторов, на основе того опыта, который сейчас будет получен на ITER. Но сегодня план попроще, не такой спешный. То есть можно успеть детей родить, вырастить, в институт отправить. И вполне возможно, что ITER обгонят другие участники.
"ЗАВТРА". Какие-то из упомянутых молодых команд?
Валентин ГИБАЛОВ. Да, ведь даже среди токамаков есть новые направления. Например, сферические токамаки. У них классический "бублик" токамака максимально сжат в сферу, "дырочка" там в центре есть, но она маленькая, поэтому внутри такой псевдосферы очень сложно расположить много магнитов. Так и было до недавнего времени: учёные садились, рисовали эту красивую сферу на салфетках, а потом: "о, нет, тут у нас магниты не влезут"…
А сейчас появились высокотемпературные сверхпроводящие магниты, они дошли до стадии промышленного применения. И внезапно оказалось, что на базе этих магнитов можно легко построить сферический токамак. А так как он сферический, то в нём можно сделать очень высокие магнитные поля. А это ключевое условие, всегда. И такие относительно небольшие, относительно недорогие установки, которые в миллиард долларов укладываются всем бюджетом, может строить не весь мир, но и одна компания — и они могут обогнать долгострой ITER. Особенно если ITER и дальше будет так неспешно ковыряться.
"ЗАВТРА". То есть ITER может разделить судьбу построенной и потом закрытой MFTF?
Валентин ГИБАЛОВ. Может, да. Тем более, что к нему постоянно есть претензии по поводу финансирования. Сейчас эти вопросы уже вышли на уровень парламентов Евросоюза и США.
"ЗАВТРА". Вообще удивительно. В результате долгого обстоятельного разговора с аргументами за и против того, что я сказал в самом начале, мы всё равно выходим на то, что политики опять не понимают учёных. Более того, учёные в самом деле сейчас зашли в некие смысловые тупики и пытаются из них выйти?
Валентин ГИБАЛОВ. Это жизнь, да. На самом деле непонятно, конечно, кто выиграет. Очень длинный процесс. Невозможно сказать, что будет через 20 лет, как будет мир выглядеть. Я надеюсь, что через двадцать лет у нас будет работающая термоядерная плазма, которая будет приносить экономически оправданную электроэнергию для человечества.
"ЗАВТРА". Большое спасибо за нашу беседу.
Материал подготовил Алексей АНПИЛОГОВ
Опасные ошибки
Опасные ошибки
