Главная задача ИТЭР (англ. ITER, Международный термоядерный экспериментальный реактор) — показать, что можно обрести практически неисчерпаемый источник энергии, причем безупречный по безопасности. Установку возводят во Франции с 2007 года, участвуют 35 стран. «Санкции? Мешают. Другое дело, что мы и преодолеваем их благодаря международной поддержке», — говорит Анатолий Красильников, директор проектного центра ИТЭР Госкорпорации «Росатом».
Чтобы сделать эту установку, нужно выполнить небывалые условия. Например, на расстоянии всего нескольких метров друг от друга разместить самую горячую (в сто раз горячее поверхности Солнца) и одну из самых холодных точек в нашей Галактике. Только в таких условиях можно добиться термоядерного синтеза: соединять легкие атомные ядра в более тяжелые.
Мировая научная общественность сошлась на том, что нужен реактор, работающий по принципу токамака. Само название установки имеет «русское происхождение»: ТОроидальная (то есть в форме тора, «бублика») КАмера с МАгнитными Катушками. Магнитное поле удерживает плазму (в ней объединяются частицы) от соприкосновения со стенками реактора. Систему предложили в середине ХХ века Игорь Тамм и Андрей Сахаров.
Предполагалось, что строительство реактора завершится в 2025 году, но в очередной раз срок отодвинулся. В частности, загвоздка в том, из какого материала делать первую стенку — ту, что будет всего в паре метров от плазмы и, соответственно, должна выдерживать излучение и температуры как минимум в сотню миллионов градусов.
Предполагается, что эта стенка будет из вольфрама — предлагаемый прежде бериллий не оправдал ожиданий. Ученые ищут покрытие для этой вольфрамовой стенки. Российские, например, исследуют возможности карбида бора, есть и еще варианты.
Программу 2023 года российская сторона выполнила в полном объеме, сообщает Анатолий Красильников. Это труд десятков НИИ и предприятий. В частности, поставили на ИТЭР катушку — диаметр 9 м, вес 200 тонн, такие и будут создавать поле для удержания плазмы в реакторе. Сделали свою часть гиротронов — электровакуумных источников электромагнитного излучения, отправили первый комплект оборудования для монтажа и наладки гиротронов на площадке ИТЭР. Готовят 13 диагностических методик: среди них те, которые будут давать информацию о горячей плазме. Диагностическую систему протестируют на китайском токамаке EAST.
Смекалку ученые применяют не только в создании беспрецедентных технологий, но и в том, как доставить созданное на площадку ИТЭР и выполнить обязательства. Санкции неизбирательны: российская сторона сталкивается с ними, когда надо закупать комплектующие, перевозить сделанное во Францию, проводить банковские платежи, страховать. Ученые предполагают: возможно, пока где‑нибудь в Брюсселе в одних кабинетах чиновники вводят санкции, в других соображают, как бы не дать им больно ударить по общему проекту.
— Из 100 % санкционных случаев в 80 % нам удается найти положительное решение, — комментирует Анатолий Красильников. — В 20 % происходят задержки.
Между тем еще не построенный ИТЭР уже приносит плоды. Наработанные уникальные технологии грех упускать: едва ли не каждая страна — участница проекта по термоядерному синтезу развивает и свои, национальные программы, говорит Виктор Ильгисонис, директор направления научно-технических исследований и разработок госкорпорации «Росатом». Каждый участник ИТЭР имеет право на безвозмездную лицензию на все разработанные в проекте технологии — в том числе на те, которые сам непосредственно не создавал. России они пригодятся в создании установки ТРТ, токамака с реакторными технологиями.
Виктор Ильгисонис напоминает: впечатляющая история советского-российского термояда была прервана в 1990‑е. И за 30 лет в стране не было сооружено ни одной крупной или хотя бы среднемасштабной установки термоядерного синтеза. Замечательный токамак «Глобус», созданный в петербургском физтехе имени Иоффе «в инициативном порядке», — малого размера.
«Несмотря на то что именно в нашей стране была придумана концепция токамаков некруглого сечения, которая потом была реализована во всем мире, мы у себя такую машину так и не построили», — говорит Виктор Ильгисонис.
«Возвращением» можно назвать выходящий сейчас на рабочие режимы токамак Т-15МД в Курчатовском институте. Установку называют в какой‑то мере переходным этапом перед созданием ТРТ. В будущем, возможно, он станет «рабочей лошадкой» по отработке технологий и режимов и площадкой для подготовки кадров.
ИТЭР остается кузницей новых технологий, но все‑таки проект зарождался в 1980‑х годах. В установку ТРТ «мы сейчас закладываем новые решения», резюмирует Ильгисонис. Ученый вспоминает, как, оказавшись еще студентом в Курчатовском институте, «был поражен»: физики проводили эксперименты на одной установке, уже строили следующую, а на совещаниях обсуждали, какую делать после этой «следующей». «Я понял, что это единственно правильная концепция, она обеспечивает непрерывность научного процесса и максимизирует научный выход».
Источник: Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 41 (7617) от 06.03.2024