Собрались, чтобы воплотить мечту человечества
Текст: Надежда КУДРИНА
Проектный центр ИТЭР в России отмечает юбилей — 10 лет с момента создания. Бессменный руководитель ИТЭР-Центра Анатолий Красильников в интервью «Атомному эксперту» рассказал о том, на какой стадии находится строительство реактора в Кадараше, зачем России нужна внутренняя программа по термоядерному синтезу и почему частный бизнес поверил в эти технологии.
Фото: Flickr/IAEA, Flickr/SNC Engage,
Росатом, ИТЭР-Центр
Как бы вы оценили путь, пройденный вашим центром за 10 лет?
На старте мы, конечно, думали, что в 2016 году уже будет запущен токамак ITER. Мы считали, что это возможно. Ведь в Проекте ITER со стороны России основные предприятия-поставщики были известны за 15–20 лет до 2007 года.
Мы знали, кто будет производить ту или иную систему, потому что конкретные российские организации работали над этими системами долгие годы. В этом наше кардинальное отличие от партнеров. В Европе по каждой системе проводится тендер, приходят разные поставщики. У них до сих пор по некоторым системам тендеры не проведены.
Несмотря на то что эти поставки являются обязательствами, под которыми Европа подписалась. Это привело к тому, что скорость проведения работ в ЕС существенно ниже. Привлекаются участники, которые не имеют опыта, соответствующих кадров и технологий.
В итоге по обязательствам Российской Федерации мы заметно опережаем сроки выполнения работ, тогда как другие партнеры — ЕС и США — напротив, отстают. У Японии была задержка, связанная с тем, что случились землетрясение, а затем цунами и Фукусима. Пострадали, например, промышленные предприятия, на которых изготавливались катушки тороидального поля.
Поэтому Япония была на несколько лет отброшена назад. Неплохая ситуация с точки зрения соблюдения графика выполнения работ у Южной Кореи и Китая. Наверное, это связано с менталитетом: если обязательства взяты, то их надо выполнять.
И каков сегодня график ITER?
Первая плазма запланирована на 2025 год. За время реализации проекта сроки существенно удлинились. Тому есть и субъективные причины, но большинство все-таки объективных. Стоит задача: создать ITER как технологическую платформу будущей термоядерной энергетики. Это означает, что привлекаются лучшие технологии в мире, а лучшие технологии — это всегда эксперимент. Что-то может получиться не сразу, для эксперимента требуется время.
На этапе планирования в ITER были заложены некоторые технические решения, которые тогда еще не были реализованы. Они реализовываются в процессе сооружения установки, но это происходит чуть медленнее, чем мы прогнозировали. Это главная причина задержки; есть и субъективные причины, связанные с организацией тендерных процедур, например, о которых я уже упоминал.
А может быть, в Евросоюзе медлят, потому что нет интереса к проекту?
Интерес к проекту точно есть, и в ЕС, и в мире в целом. Евросоюз тратит очень большие деньги на ITER: порядка 45 % от общего бюджета. Конечно, там 28 стран, которые в определенных пропорциях обеспечивают финансирование. Для сравнения: обязательства России — 9 %.
Если говорить о странах ЕС, очень много вкладывает Франция, существенно вкладываются Германия, Англия, Италия, Испания. Проблема в том, что в зоне ответственности ЕС строительство зданий, а это непросто для таких объектов, как ITER.
Когда вы строите атомный реактор по стандартному, типовому проекту, все заранее хорошо продумано. А когда вы строите экспериментальный термоядерный реактор, первый в мире, то сплошь и рядом сталкиваетесь с тем, что что-то делается впервые, разрабатывается прямо сейчас, и это можно сделать чуть-чуть лучше, чем мы думали вчера. Проект живет, он постоянно улучшается, а строители начинают работать лишь после того, как им выдадут итоговые чертежи.
На старте мы, конечно, думали, что в 2016 году уже будет запущен токамак ITER. Мы считали, что это возможно. Ведь в Проекте ITER со стороны России основные предприятия-поставщики были известны за 15–20 лет до 2007 года.
Мы знали, кто будет производить ту или иную систему, потому что конкретные российские организации работали над этими системами долгие годы. В этом наше кардинальное отличие от партнеров. В Европе по каждой системе проводится тендер, приходят разные поставщики. У них до сих пор по некоторым системам тендеры не проведены.
Несмотря на то что эти поставки являются обязательствами, под которыми Европа подписалась. Это привело к тому, что скорость проведения работ в ЕС существенно ниже. Привлекаются участники, которые не имеют опыта, соответствующих кадров и технологий.
В итоге по обязательствам Российской Федерации мы заметно опережаем сроки выполнения работ, тогда как другие партнеры — ЕС и США — напротив, отстают. У Японии была задержка, связанная с тем, что случились землетрясение, а затем цунами и Фукусима. Пострадали, например, промышленные предприятия, на которых изготавливались катушки тороидального поля.
Поэтому Япония была на несколько лет отброшена назад. Неплохая ситуация с точки зрения соблюдения графика выполнения работ у Южной Кореи и Китая. Наверное, это связано с менталитетом: если обязательства взяты, то их надо выполнять.
И каков сегодня график ITER?
Первая плазма запланирована на 2025 год. За время реализации проекта сроки существенно удлинились. Тому есть и субъективные причины, но большинство все-таки объективных. Стоит задача: создать ITER как технологическую платформу будущей термоядерной энергетики. Это означает, что привлекаются лучшие технологии в мире, а лучшие технологии — это всегда эксперимент. Что-то может получиться не сразу, для эксперимента требуется время.
На этапе планирования в ITER были заложены некоторые технические решения, которые тогда еще не были реализованы. Они реализовываются в процессе сооружения установки, но это происходит чуть медленнее, чем мы прогнозировали. Это главная причина задержки; есть и субъективные причины, связанные с организацией тендерных процедур, например, о которых я уже упоминал.
А может быть, в Евросоюзе медлят, потому что нет интереса к проекту?
Интерес к проекту точно есть, и в ЕС, и в мире в целом. Евросоюз тратит очень большие деньги на ITER: порядка 45 % от общего бюджета. Конечно, там 28 стран, которые в определенных пропорциях обеспечивают финансирование. Для сравнения: обязательства России — 9 %.
Если говорить о странах ЕС, очень много вкладывает Франция, существенно вкладываются Германия, Англия, Италия, Испания. Проблема в том, что в зоне ответственности ЕС строительство зданий, а это непросто для таких объектов, как ITER.
Когда вы строите атомный реактор по стандартному, типовому проекту, все заранее хорошо продумано. А когда вы строите экспериментальный термоядерный реактор, первый в мире, то сплошь и рядом сталкиваетесь с тем, что что-то делается впервые, разрабатывается прямо сейчас, и это можно сделать чуть-чуть лучше, чем мы думали вчера. Проект живет, он постоянно улучшается, а строители начинают работать лишь после того, как им выдадут итоговые чертежи.
Проект ITER в цифрах и фактах
Каждая страна-участник пропорционально своей доле вносит вклад в реализацию проекта, как правило, выраженный в определенном объеме поставок оборудования.
Что изменилось с приходом в ITER нового руководителя?
Бернар Биго, который возглавил проект три года назад, принял ряд управленческих мер, которые привели к ускорению. Например, произошел переход от «живых» чертежей к «замороженным». На определенном этапе руководитель принял решение: все, хватит, улучшать больше не надо. Лучшее — враг хорошего, идем вперед, заливаем бетон.
Сегодня чертежи всех этажей реакторного здания зафиксированы и переданы строителям. Завершено сооружение двух подземных и двух надземных этажей экспериментального зала.
Но есть, конечно, ряд ключевых систем, таких как вакуумная камера, с которыми возникли сложности. ITER — это ядерный объект. Первый раз термоядерная установка получила такой статус, со всеми вытекающими последствиями. Это значит, что французский ядерный регулятор контролирует не только все чертежи, не только параметры всех устройств, которые монтируются в центре, в непосредственной близости от будущей сердцевины реактора, но и многое другое, вплоть до выплавки стали на заводах.
Без регулятора нельзя провести не только первую плавку стали, но и повторную, третью, пятую, десятую. Все под контролем — таков закон. Это тоже приводит к тому, что скорость заметно падает относительно наших ожиданий.
В России не так?
Мы в России все 25 систем, которые относятся к нашим обязательствам, также делаем в соответствии с требованиями французского регулятора. То есть система менеджмента качества на всех наших предприятиях, которые участвуют в проекте, одобрена регулятором. В этом заключается новизна.
Адаптация к этим требованиям заняла определенное время. И это школа. Наши предприятия 10 лет назад и сегодня — это огромная разница. Мы, по сути, создаем будущую термоядерную промышленность в России. Безусловно, она и была передовой в мире, но сегодня она еще и технологически соответствует самым жестким требованиям европейского ядерного регулирования.
На самом деле Проект ITER создает мировую термоядерную промышленность. Благодаря участию в проекте мы знаем, кто в мире лучше других сделает то или иное оборудование, тот или иной компонент реактора. Это важно для будущего.
Как только мы примем решение запустить аналогичный внутренний проект в России, перед нами встанут вопросы: где изготавливать вакуумные камеры, сверхпроводящие катушки тороидального поля, полоидального поля, элементы первой стенки? Сегодня, благодаря Проекту ITER, мы знаем, где все это можно делать и за какие деньги.
Когда вы говорите о внутренних проектах, вы гипотетическую возможность описываете или реальную?
Курчатовский институт вышел к президенту России с инициативой о реализации внутренней программы по управляемому термоядерному синтезу и плазменным технологиям.
Концепцию программы Росатом направил в администрацию президента, мы получили там одобрение, и сейчас дано поручение: в течение 2017 года программу подготовить и представить на рассмотрение в администрацию президента. Сейчас этим занимаются Курчатовский институт совместно с Росатомом.
Эта программа ведь предполагает не только НИОКР, но и строительство реальных установок?
Да, конечно. Насколько я знаю, в программе три больших раздела. Первый — это чистый термоядерный синтез, направление, связанное с созданием установки; это линия ITER, и участие России в ITER органично входит в эту составляющую будущей программы.
Второй раздел — создание гибридного термоядерного реактора; это синтез термоядерных технологий с ядерными: термоядерная плазма выступает источником нейтронов, которые вступают в ядерные реакции в бланкете, окружающем термоядерную установку, с тем чтобы решать насущные проблемы, которые сегодня стоят перед ядерной энергетикой в Российской Федерации.
И третий раздел программы — это плазменные технологии; речь идет о создании плазменных двигателей, инжекторов атомов, гиротронов, то есть о тех направлениях, в которых Россия сегодня является мировым лидером.
И, конечно, как только эта программа будет принята, наше участие в ITER станет мощной основой для ее реализации. Следующий этап может быть внутренним, а может начаться и в кооперации с нашими партнерами по Проекту ITER.
Бернар Биго, который возглавил проект три года назад, принял ряд управленческих мер, которые привели к ускорению. Например, произошел переход от «живых» чертежей к «замороженным». На определенном этапе руководитель принял решение: все, хватит, улучшать больше не надо. Лучшее — враг хорошего, идем вперед, заливаем бетон.
Сегодня чертежи всех этажей реакторного здания зафиксированы и переданы строителям. Завершено сооружение двух подземных и двух надземных этажей экспериментального зала.
Но есть, конечно, ряд ключевых систем, таких как вакуумная камера, с которыми возникли сложности. ITER — это ядерный объект. Первый раз термоядерная установка получила такой статус, со всеми вытекающими последствиями. Это значит, что французский ядерный регулятор контролирует не только все чертежи, не только параметры всех устройств, которые монтируются в центре, в непосредственной близости от будущей сердцевины реактора, но и многое другое, вплоть до выплавки стали на заводах.
Без регулятора нельзя провести не только первую плавку стали, но и повторную, третью, пятую, десятую. Все под контролем — таков закон. Это тоже приводит к тому, что скорость заметно падает относительно наших ожиданий.
В России не так?
Мы в России все 25 систем, которые относятся к нашим обязательствам, также делаем в соответствии с требованиями французского регулятора. То есть система менеджмента качества на всех наших предприятиях, которые участвуют в проекте, одобрена регулятором. В этом заключается новизна.
Адаптация к этим требованиям заняла определенное время. И это школа. Наши предприятия 10 лет назад и сегодня — это огромная разница. Мы, по сути, создаем будущую термоядерную промышленность в России. Безусловно, она и была передовой в мире, но сегодня она еще и технологически соответствует самым жестким требованиям европейского ядерного регулирования.
На самом деле Проект ITER создает мировую термоядерную промышленность. Благодаря участию в проекте мы знаем, кто в мире лучше других сделает то или иное оборудование, тот или иной компонент реактора. Это важно для будущего.
Как только мы примем решение запустить аналогичный внутренний проект в России, перед нами встанут вопросы: где изготавливать вакуумные камеры, сверхпроводящие катушки тороидального поля, полоидального поля, элементы первой стенки? Сегодня, благодаря Проекту ITER, мы знаем, где все это можно делать и за какие деньги.
Когда вы говорите о внутренних проектах, вы гипотетическую возможность описываете или реальную?
Курчатовский институт вышел к президенту России с инициативой о реализации внутренней программы по управляемому термоядерному синтезу и плазменным технологиям.
Концепцию программы Росатом направил в администрацию президента, мы получили там одобрение, и сейчас дано поручение: в течение 2017 года программу подготовить и представить на рассмотрение в администрацию президента. Сейчас этим занимаются Курчатовский институт совместно с Росатомом.
Эта программа ведь предполагает не только НИОКР, но и строительство реальных установок?
Да, конечно. Насколько я знаю, в программе три больших раздела. Первый — это чистый термоядерный синтез, направление, связанное с созданием установки; это линия ITER, и участие России в ITER органично входит в эту составляющую будущей программы.
Второй раздел — создание гибридного термоядерного реактора; это синтез термоядерных технологий с ядерными: термоядерная плазма выступает источником нейтронов, которые вступают в ядерные реакции в бланкете, окружающем термоядерную установку, с тем чтобы решать насущные проблемы, которые сегодня стоят перед ядерной энергетикой в Российской Федерации.
И третий раздел программы — это плазменные технологии; речь идет о создании плазменных двигателей, инжекторов атомов, гиротронов, то есть о тех направлениях, в которых Россия сегодня является мировым лидером.
И, конечно, как только эта программа будет принята, наше участие в ITER станет мощной основой для ее реализации. Следующий этап может быть внутренним, а может начаться и в кооперации с нашими партнерами по Проекту ITER.
А как вам кажется, сейчас в России и во всем мире инфраструктура готова воспринять термоядерные, плазменные технологии?
Термоядерная энергетика — это абсолютно передовое направление. Такие технологии сами формируют рынок благодаря своему развитию. Можно идти от рынка: есть запрос — мы на него реагируем. А успех наиболее передовых технологических решений сам формирует рынок.
Но баланс же во многом сетями определяется: есть сети или их нет, есть вода или нет воды?
Все верно. Такие ограничения есть повсеместно. И мы благодаря ITER, кстати, создали в России производство сверхпроводников. Мы поставили для ITER более 200 тонн сверхпроводников. В перспективе сверхпроводящие технологии помогут снять сетевые ограничения в энергетике.
Это то, что ЧМЗ делал для ITER?
Да, сверхпроводники, произведенные на Чепецком механическом заводе. Их два вида: ниобий-титан и ниобий-три-олово. Низкотемпературные сверхпроводники работают при температуре 50К. В перспективе сверхпроводники перевернут энергетику мира.
Эта продукция уже сегодня имеет очень важное значение для других отраслей. Например, в Санкт-Петербурге уже делают сверхпроводниковую вставку между городскими электроподстанциями.
Там тоже используются низкотемпературные сверхпроводники?
В том случае, о котором я говорил, — ВТСП-вставка, но есть и НТСП. Некоторые томографы работают на низкотемпературных сверхпроводниках. Мы сейчас, к сожалению, покупаем томографы за рубежом. Хотя благодаря Проекту ITER промышленность сверхпроводников мы восстановили, можно свои томографы делать.
То есть наша работа в ITER по созданию сверхпроводников сразу же дала выход в медицину и в электротехнику — делаются сверхпроводниковые накопители. Этой технологией заинтересовались и железнодорожники, рассматривается возможность ее применения в трамваях — электродвигатели с элементами сверхпроводников, как НТСП, так и ВТСП.
Возвращаясь к инфраструктуре внутри страны: способна ли она воспринять термояд?
Мы — Россия — авторы идеи токамака, и именно мы построили первые семь токамаков. После того как мы продемонстрировали, что температура плазмы в 10 миллионов градусов достигнута, начался бум токамакостроения. Сейчас в мире действует более 200 токамаков.
В России очень много газа, нефти, у нас энергетическая проблема не стоит так остро, как в Европе, Китае, Японии и Южной Корее. В целом в мире запрос на термоядерную энергетику очень высок. Поэтому там очень активно ведутся исследования, идет подготовка кадров.
Я был однажды на совещании в Китае по следующему шагу проекта (мы его называем Demo — демонстрационный): кроме 25 участников за нашими спинами сидело порядка 40 студентов китайского университета. Слушали, конспектировали. Может быть, они не все понимали, но что-то они начали понимать, какой-то интерес у них возник.
Мало того, даже рынок уже реагирует. Английский токамак ST40 — это же чисто рыночное явление. Частные компании начинают строить, предпринимают шаги по созданию небольших машин. И это правильно. Пусть расцветают все цветы — и крупный ITER, и маленькие частные проекты.
Так что, повторюсь, первая плазма ITER спровоцирует кардинальные изменения в мире по отношению к термояду. Как только наш реактор покажет производство термоядерной энергии в 10 раз больше, чем затраты — а это точно произойдет, — развитие термояда ускорится.
Термоядерная энергетика — это абсолютно передовое направление. Такие технологии сами формируют рынок благодаря своему развитию. Можно идти от рынка: есть запрос — мы на него реагируем. А успех наиболее передовых технологических решений сам формирует рынок.
Но баланс же во многом сетями определяется: есть сети или их нет, есть вода или нет воды?
Все верно. Такие ограничения есть повсеместно. И мы благодаря ITER, кстати, создали в России производство сверхпроводников. Мы поставили для ITER более 200 тонн сверхпроводников. В перспективе сверхпроводящие технологии помогут снять сетевые ограничения в энергетике.
Это то, что ЧМЗ делал для ITER?
Да, сверхпроводники, произведенные на Чепецком механическом заводе. Их два вида: ниобий-титан и ниобий-три-олово. Низкотемпературные сверхпроводники работают при температуре 50К. В перспективе сверхпроводники перевернут энергетику мира.
Эта продукция уже сегодня имеет очень важное значение для других отраслей. Например, в Санкт-Петербурге уже делают сверхпроводниковую вставку между городскими электроподстанциями.
Там тоже используются низкотемпературные сверхпроводники?
В том случае, о котором я говорил, — ВТСП-вставка, но есть и НТСП. Некоторые томографы работают на низкотемпературных сверхпроводниках. Мы сейчас, к сожалению, покупаем томографы за рубежом. Хотя благодаря Проекту ITER промышленность сверхпроводников мы восстановили, можно свои томографы делать.
То есть наша работа в ITER по созданию сверхпроводников сразу же дала выход в медицину и в электротехнику — делаются сверхпроводниковые накопители. Этой технологией заинтересовались и железнодорожники, рассматривается возможность ее применения в трамваях — электродвигатели с элементами сверхпроводников, как НТСП, так и ВТСП.
Возвращаясь к инфраструктуре внутри страны: способна ли она воспринять термояд?
Мы — Россия — авторы идеи токамака, и именно мы построили первые семь токамаков. После того как мы продемонстрировали, что температура плазмы в 10 миллионов градусов достигнута, начался бум токамакостроения. Сейчас в мире действует более 200 токамаков.
В России очень много газа, нефти, у нас энергетическая проблема не стоит так остро, как в Европе, Китае, Японии и Южной Корее. В целом в мире запрос на термоядерную энергетику очень высок. Поэтому там очень активно ведутся исследования, идет подготовка кадров.
Я был однажды на совещании в Китае по следующему шагу проекта (мы его называем Demo — демонстрационный): кроме 25 участников за нашими спинами сидело порядка 40 студентов китайского университета. Слушали, конспектировали. Может быть, они не все понимали, но что-то они начали понимать, какой-то интерес у них возник.
Мало того, даже рынок уже реагирует. Английский токамак ST40 — это же чисто рыночное явление. Частные компании начинают строить, предпринимают шаги по созданию небольших машин. И это правильно. Пусть расцветают все цветы — и крупный ITER, и маленькие частные проекты.
Так что, повторюсь, первая плазма ITER спровоцирует кардинальные изменения в мире по отношению к термояду. Как только наш реактор покажет производство термоядерной энергии в 10 раз больше, чем затраты — а это точно произойдет, — развитие термояда ускорится.
А каковы сейчас показатели по производству и затратам?
Сегодня самое большое достижение продемонстрировано на общеевропейском токамаке под Оксфордом. Называется он Joint European Torus (Объединенный европейский токамак). Там отношение термоядерной мощности к мощности, затраченной на нагрев плазмы, на уровне 0,67.
В японском токамаке JT-60U, расположенном в 100 км от Токио, получен коэффициент 1. Правда, это пересчетная величина. Они с тритием не работали, просто посчитали, что если бы работали с тритием и плазма была дейтерий-тритиевая, то термоядерная мощность сравнялась бы с мощностью нагрева.
Значит, положительный баланс уже есть?
Да, этот уровень уже достигнут. Но ITER — это 10! Поэтому, конечно, ITER — это кардинальный шаг вперед, это демонстрация того, что термоядерная энергетика уже стала…
Реальностью?
Реальностью. Люди смогли собраться и реализовать в одной конкретной точке мечту человечества. ITER будет уникальной точкой не только в нашей Солнечной системе, но и, может быть, во всей галактике.
Температура в центре плазмы будет достигать 300 миллионов градусов. Это раз в 15 выше, чем на Солнце. А на расстоянии трех метров от этой точки будет находиться низкотемпературная сверхпроводящая тороидальная или полоидальная катушка, там температура 5°К (почти абсолютный ноль). Самая горячая и самая холодная точки нашей галактики будут находиться на расстоянии трех метров друг от друга!
Сразу — «вопрос от домохозяек»: это же страшно, такие температуры? Катастрофы не будет?
Катастрофы исключены — в этом особенность термоядерной энергетики. И к этому надо привыкнуть. Мы, инженеры, уже давно к этому относимся как к рутине. Хотя на самом деле достижения колоссальные.
Вот смотрите: 300 миллионов градусов, а в двух метрах — первая стенка, самые энергетично нагруженные элементы. И, кстати, 40 % этой стенки делает Российская Федерация, отраслевой институт НИИЭФА. Эта первая стенка из бериллия будет десятилетиями «смотреть» на эти 300 миллионов градусов и обеспечивать работу реактора.
Вот запустят ITER, будем надеяться, в 2025 году. И дальше что?
Первая плазма у нас намечена на 2025 год. Это комплексная демонстрация того, что все установки, все бортовые системы работают нормально. Это будет означать, что вакуум получен, достигнута чистая плазма — от примесей удалось избавиться, электромагнитные системы сработали нормально, и тороидальное, и полоидальное поля получены, все сверхпроводники сработали. Это будет комплексное испытание всех систем ITER с получением плазмы.
Затем мы на два года останавливаемся, проводим монтаж дополнительных систем установки. И переходим к так называемой второй плазме. Вторая плазма — это уже полноценная ИТЭРовская плазма, но пока без трития. Наша задача — поработать в смесях водорода, гелия, потом с переходом на дейтерий. Почему без трития? Потому что тритий — это все-таки очень дорогое вещество. К тому же его стоит запускать тогда, когда скорость течения реакций очень высока. А это значит, что температура там должна быть не менее 200 миллионов градусов. Но ее сначала надо получить. На это уйдут годы. Так что пока, предварительно, первый тритий мы планируем запускать в 2035 году.
Сегодня самое большое достижение продемонстрировано на общеевропейском токамаке под Оксфордом. Называется он Joint European Torus (Объединенный европейский токамак). Там отношение термоядерной мощности к мощности, затраченной на нагрев плазмы, на уровне 0,67.
В японском токамаке JT-60U, расположенном в 100 км от Токио, получен коэффициент 1. Правда, это пересчетная величина. Они с тритием не работали, просто посчитали, что если бы работали с тритием и плазма была дейтерий-тритиевая, то термоядерная мощность сравнялась бы с мощностью нагрева.
Значит, положительный баланс уже есть?
Да, этот уровень уже достигнут. Но ITER — это 10! Поэтому, конечно, ITER — это кардинальный шаг вперед, это демонстрация того, что термоядерная энергетика уже стала…
Реальностью?
Реальностью. Люди смогли собраться и реализовать в одной конкретной точке мечту человечества. ITER будет уникальной точкой не только в нашей Солнечной системе, но и, может быть, во всей галактике.
Температура в центре плазмы будет достигать 300 миллионов градусов. Это раз в 15 выше, чем на Солнце. А на расстоянии трех метров от этой точки будет находиться низкотемпературная сверхпроводящая тороидальная или полоидальная катушка, там температура 5°К (почти абсолютный ноль). Самая горячая и самая холодная точки нашей галактики будут находиться на расстоянии трех метров друг от друга!
Сразу — «вопрос от домохозяек»: это же страшно, такие температуры? Катастрофы не будет?
Катастрофы исключены — в этом особенность термоядерной энергетики. И к этому надо привыкнуть. Мы, инженеры, уже давно к этому относимся как к рутине. Хотя на самом деле достижения колоссальные.
Вот смотрите: 300 миллионов градусов, а в двух метрах — первая стенка, самые энергетично нагруженные элементы. И, кстати, 40 % этой стенки делает Российская Федерация, отраслевой институт НИИЭФА. Эта первая стенка из бериллия будет десятилетиями «смотреть» на эти 300 миллионов градусов и обеспечивать работу реактора.
Вот запустят ITER, будем надеяться, в 2025 году. И дальше что?
Первая плазма у нас намечена на 2025 год. Это комплексная демонстрация того, что все установки, все бортовые системы работают нормально. Это будет означать, что вакуум получен, достигнута чистая плазма — от примесей удалось избавиться, электромагнитные системы сработали нормально, и тороидальное, и полоидальное поля получены, все сверхпроводники сработали. Это будет комплексное испытание всех систем ITER с получением плазмы.
Затем мы на два года останавливаемся, проводим монтаж дополнительных систем установки. И переходим к так называемой второй плазме. Вторая плазма — это уже полноценная ИТЭРовская плазма, но пока без трития. Наша задача — поработать в смесях водорода, гелия, потом с переходом на дейтерий. Почему без трития? Потому что тритий — это все-таки очень дорогое вещество. К тому же его стоит запускать тогда, когда скорость течения реакций очень высока. А это значит, что температура там должна быть не менее 200 миллионов градусов. Но ее сначала надо получить. На это уйдут годы. Так что пока, предварительно, первый тритий мы планируем запускать в 2035 году.
Россия в Проекте ITER
Масштабы и горизонт планирования поражают. Даже в том смысле, что кто-то же должен подхватывать эстафету: время идет, люди меняются…
Конечно, надо готовить кадры. Вопрос подготовки кадров сейчас у нас, в России, один из самых важных. Сегодняшнее поколение ученых — это специалисты Курчатовского института, Физико-технического института в Санкт-Петербурге, Института им. Г.И. Будкера. Но нам нужна преемственность. Ведь масштаб установки — 1000 сотрудников.
Если Россия 10 % вкладывает, значит, там в 2025–2035 годах должны работать 100 российских физиков и инженеров. Они не все еще сегодня в институт поступили. Их надо заинтересовать, чтобы они пошли на эти специальности, закончили вуз и остались в профессии.
Для этого нужна внутренняя программа?
Да. Нужны внутренняя программа, внутренние термоядерные установки. Основные параметры этой программы нам ясны. Надо ее реализовывать.
А сколько сегодня специалистов из России участвуют в ITER?
Взнос России в проект ITER — 9,09 %; сегодня там работает 4,7 % наших профессионалов.
А кто же нашу квоту забрал себе?
В основном Евросоюз. Они вносят 45 %, а в штате сегодня 65 % специалистов оттуда. Это понятно — ITER реализуется в Европе. Но нам надо, чтобы российских специалистов было, по крайней мере, 9 %.
Люди не идут? Или их просто нет?
Проблема в том, что у нас очень мало внутренних термоядерных установок. Вчерашний студент специалистом становится только тогда, когда он придет в научный коллектив, там отработает лет пять, защитит кандидатскую диссертацию, его узнают коллеги. Это все может произойти, только когда внутри страны ведутся реальные работы.
Можете ли вы назвать какого-нибудь специалиста, который за последние 5–10 лет вырос на ваших глазах?
Там, где ведутся исследования, есть и такие примеры. Скажем, Евгений Мухин из ФТИ РАН, который в ITER отвечает за создание диагностики томсоновского рассеяния. В Физтехе работал Геннадий Тихонович Раздобарин, мировой классик. Он создал коллектив, и Женя Мухин к нему пришел молодым специалистом. Пять лет назад Геннадий Тихонович ушел от нас, а Евгений Мухин подхватил его работу и стал лидером коллектива.
Сегодня он один из признанных в мире специалистов по томсоновскому рассеянию, и авторитет его очень высок. Я часто вижу его доклады, они представляют большой интерес для сообщества. Группа Мухина создала лазеры для ITER с нужными параметрами по мощности и длительности. Очень короткий импульс, но повторяющийся. Они создали полихроматоры, которые необходимы Проекту ITER.
Есть активная молодежь в Курчатовском институте. Например, Андрей Алексеев, который сегодня у нас отвечает за спектроскопию водородных линий (Н-альфа спектроскопия) — это диагностика по исследованию извлечения водорода из плазмы, она очень важна для того, чтобы понимать, как идет обмен между плазмой и стенкой. Он уже не молод, ему 50 с небольшим, но у нас в науке этот возраст не считается почтенным.
Владимир Вершков тоже создал коллектив, исследующий рефлектометрию плазмы, он — признанный мировой лидер, вырос на работах на токамаках Т-10 и TFTR в Принстоне.
Член-корреспондент Академии наук Григорий Денисов в Нижнем Новгороде руководит работами по созданию гиротронов для ITER. Наши гиротроны, кстати, показали параметры даже выше требований Проекта ITER.
Я назвал в основном физиков, но у нас есть и технологические лидеры. Например, Радмир Гиниятуллин, Игорь Мазуль в НИИЭФА им. Д. В. Ефремова. Они создали уникальный коллектив. Иностранцы приезжают в НИИЭФА и восторгаются. У них технологии разбросаны по всей Европе. А у нас в НИИЭФА все в одном помещении.
Юрий Кащук и его коллектив занимаются методами нейтронной диагностики плазмы. В ITER, поскольку это термоядерный реактор, нейтронная диагностика имеет ключевое значение. Команда, которой руководит Кащук, работает в ИТЭР-Центре и ГНЦ РФ ТРИНИТИ.
По мере продвижения Проекта ITER появляются команды специалистов, формируются лаборатории и целые технологические линии. Например, в Балашихе есть компания «Криогенмаш». Она взялась делать четыре стенда для испытаний порт-плагов — оборудования, которое будет вставляться внутрь патрубка ITER с тем, чтобы, с одной стороны, пропустить через себя каналы диагностики, для того чтобы измерять плазму, а с другой стороны — закрыть порты, для того чтобы нейтроны из плазмы не вылетали и не облучали оборудование, которое размещено вне токамака.
На «Криогенмаше» создают стенды для тестирования этих комплексов. Команда из «Криогенмаша» когда-то участвовала в создании токамаков Курчатовского института. Теперь мы благодаря Проекту ITER вернули их в термоядерную промышленность.
Конечно, надо готовить кадры. Вопрос подготовки кадров сейчас у нас, в России, один из самых важных. Сегодняшнее поколение ученых — это специалисты Курчатовского института, Физико-технического института в Санкт-Петербурге, Института им. Г.И. Будкера. Но нам нужна преемственность. Ведь масштаб установки — 1000 сотрудников.
Если Россия 10 % вкладывает, значит, там в 2025–2035 годах должны работать 100 российских физиков и инженеров. Они не все еще сегодня в институт поступили. Их надо заинтересовать, чтобы они пошли на эти специальности, закончили вуз и остались в профессии.
Для этого нужна внутренняя программа?
Да. Нужны внутренняя программа, внутренние термоядерные установки. Основные параметры этой программы нам ясны. Надо ее реализовывать.
А сколько сегодня специалистов из России участвуют в ITER?
Взнос России в проект ITER — 9,09 %; сегодня там работает 4,7 % наших профессионалов.
А кто же нашу квоту забрал себе?
В основном Евросоюз. Они вносят 45 %, а в штате сегодня 65 % специалистов оттуда. Это понятно — ITER реализуется в Европе. Но нам надо, чтобы российских специалистов было, по крайней мере, 9 %.
Люди не идут? Или их просто нет?
Проблема в том, что у нас очень мало внутренних термоядерных установок. Вчерашний студент специалистом становится только тогда, когда он придет в научный коллектив, там отработает лет пять, защитит кандидатскую диссертацию, его узнают коллеги. Это все может произойти, только когда внутри страны ведутся реальные работы.
Можете ли вы назвать какого-нибудь специалиста, который за последние 5–10 лет вырос на ваших глазах?
Там, где ведутся исследования, есть и такие примеры. Скажем, Евгений Мухин из ФТИ РАН, который в ITER отвечает за создание диагностики томсоновского рассеяния. В Физтехе работал Геннадий Тихонович Раздобарин, мировой классик. Он создал коллектив, и Женя Мухин к нему пришел молодым специалистом. Пять лет назад Геннадий Тихонович ушел от нас, а Евгений Мухин подхватил его работу и стал лидером коллектива.
Сегодня он один из признанных в мире специалистов по томсоновскому рассеянию, и авторитет его очень высок. Я часто вижу его доклады, они представляют большой интерес для сообщества. Группа Мухина создала лазеры для ITER с нужными параметрами по мощности и длительности. Очень короткий импульс, но повторяющийся. Они создали полихроматоры, которые необходимы Проекту ITER.
Есть активная молодежь в Курчатовском институте. Например, Андрей Алексеев, который сегодня у нас отвечает за спектроскопию водородных линий (Н-альфа спектроскопия) — это диагностика по исследованию извлечения водорода из плазмы, она очень важна для того, чтобы понимать, как идет обмен между плазмой и стенкой. Он уже не молод, ему 50 с небольшим, но у нас в науке этот возраст не считается почтенным.
Владимир Вершков тоже создал коллектив, исследующий рефлектометрию плазмы, он — признанный мировой лидер, вырос на работах на токамаках Т-10 и TFTR в Принстоне.
Член-корреспондент Академии наук Григорий Денисов в Нижнем Новгороде руководит работами по созданию гиротронов для ITER. Наши гиротроны, кстати, показали параметры даже выше требований Проекта ITER.
Я назвал в основном физиков, но у нас есть и технологические лидеры. Например, Радмир Гиниятуллин, Игорь Мазуль в НИИЭФА им. Д. В. Ефремова. Они создали уникальный коллектив. Иностранцы приезжают в НИИЭФА и восторгаются. У них технологии разбросаны по всей Европе. А у нас в НИИЭФА все в одном помещении.
Юрий Кащук и его коллектив занимаются методами нейтронной диагностики плазмы. В ITER, поскольку это термоядерный реактор, нейтронная диагностика имеет ключевое значение. Команда, которой руководит Кащук, работает в ИТЭР-Центре и ГНЦ РФ ТРИНИТИ.
По мере продвижения Проекта ITER появляются команды специалистов, формируются лаборатории и целые технологические линии. Например, в Балашихе есть компания «Криогенмаш». Она взялась делать четыре стенда для испытаний порт-плагов — оборудования, которое будет вставляться внутрь патрубка ITER с тем, чтобы, с одной стороны, пропустить через себя каналы диагностики, для того чтобы измерять плазму, а с другой стороны — закрыть порты, для того чтобы нейтроны из плазмы не вылетали и не облучали оборудование, которое размещено вне токамака.
На «Криогенмаше» создают стенды для тестирования этих комплексов. Команда из «Криогенмаша» когда-то участвовала в создании токамаков Курчатовского института. Теперь мы благодаря Проекту ITER вернули их в термоядерную промышленность.
Все российские компании, участвующие в проекте, работают в рамках госзакупок? Как удается вовремя закупать научное оборудование?
Единый стандарт закупок полностью распространяется на все предприятия госкорпорации «Росатом». При этом все понимают, что кооперация уникальных научных организаций и производственных площадок по термояду сформировалась уже очень давно.
В этой связи глава Росатома своим приказом включил целый ряд организаций в перечень единственных поставщиков. Так что в случаях уже сформировавшейся кооперации мы заключаем договоры без проведения тендерных процедур.
Однако у нас финансирование идет через федеральный бюджет, поэтому ежегодно мы заключаем очередной договор на очередной этап работ с предприятиями кооперации. По большинству работ в рамках ITER альтернатив предприятиям кооперации просто нет.
Нет таких компетенций у других компаний?
Ни компетенций, ни технологической базы. Тем не менее правила бюджетного финансирования таковы, что каждый год надо снова заключать договор. Временные затраты на документооборот в этой связи огромны. Они могут привести к неоправданным задержкам. Так что одна из наших важнейших задач — как можно быстрее отдать деньги в кооперацию.
Система финансирования у нас такая: Минфин выделяет Росатому деньги, Росатом заключает с нами госконтракт, и мы, заключив госконтракт с Росатомом, уже передаем финансирование по субподрядным договорам участникам кооперации. И я каждый год считаю большим успехом, если нам удается в феврале заключить все договоры и продолжить финансирование предприятий кооперации.
Это успех, потому что, если деньги дойдут до исполнителей, например, в апреле-мае, значит, несколько месяцев были потеряны для дела. А как люди зарплату получают в это время? На что они живут?
Договорная кампания — это очень тяжелая работа, и это, по существу, именно то, ради чего нас создали.
Судя по тому, как Россия безукоризненно выполняет свои обязательства в рамках ITER, у вас все получается?
Да, получается. У нас очень профессиональный штат, не только в части договорной работы. В центре работают семь докторов наук, 23 кандидата физико-математических наук, один кандидат экономических наук. А всего у нас в штате порядка 100 человек.
Сейчас Росатом активно занимается Форсайтом — пытается прогнозировать, что будет после 2035 года, определить, куда идти, чем заниматься. Каким вы видите будущее?
Думаю, что у Росатома есть колоссальные конкурентные преимущества на мировом рынке ядерных технологий. Они базируются на компетенциях персонала, на технологических возможностях предприятий Росатома.
Если говорить о конкретных направлениях, то это ядерная медицина, материаловедение, гибридные системы. Например, гибридный термоядерный реактор колоссально расширит технологические возможности Росатома, если такой проект будет реализован. Такая технология может стать локомотивом, который потащит за собой множество других направлений.
3D-принтеры? Да, конечно. Потому что 3D-принтеры имеют колоссальные возможности.
Наверное, можно эффективно развивать ветровую и солнечную энергетику. И я считаю, если кто-то готов взять на себя такую ответственность — не надо ему давать по рукам, пусть развивает. Инициативные люди всегда двигают прогресс. Другое дело, дает ли Росатому развитие солнечной или ветровой энергетики конкурентные преимущества? Или все-таки у него намного больше конкурентных преимуществ в области ядерных технологий? Я склоняюсь ко второму утверждению.
Единый стандарт закупок полностью распространяется на все предприятия госкорпорации «Росатом». При этом все понимают, что кооперация уникальных научных организаций и производственных площадок по термояду сформировалась уже очень давно.
В этой связи глава Росатома своим приказом включил целый ряд организаций в перечень единственных поставщиков. Так что в случаях уже сформировавшейся кооперации мы заключаем договоры без проведения тендерных процедур.
Однако у нас финансирование идет через федеральный бюджет, поэтому ежегодно мы заключаем очередной договор на очередной этап работ с предприятиями кооперации. По большинству работ в рамках ITER альтернатив предприятиям кооперации просто нет.
Нет таких компетенций у других компаний?
Ни компетенций, ни технологической базы. Тем не менее правила бюджетного финансирования таковы, что каждый год надо снова заключать договор. Временные затраты на документооборот в этой связи огромны. Они могут привести к неоправданным задержкам. Так что одна из наших важнейших задач — как можно быстрее отдать деньги в кооперацию.
Система финансирования у нас такая: Минфин выделяет Росатому деньги, Росатом заключает с нами госконтракт, и мы, заключив госконтракт с Росатомом, уже передаем финансирование по субподрядным договорам участникам кооперации. И я каждый год считаю большим успехом, если нам удается в феврале заключить все договоры и продолжить финансирование предприятий кооперации.
Это успех, потому что, если деньги дойдут до исполнителей, например, в апреле-мае, значит, несколько месяцев были потеряны для дела. А как люди зарплату получают в это время? На что они живут?
Договорная кампания — это очень тяжелая работа, и это, по существу, именно то, ради чего нас создали.
Судя по тому, как Россия безукоризненно выполняет свои обязательства в рамках ITER, у вас все получается?
Да, получается. У нас очень профессиональный штат, не только в части договорной работы. В центре работают семь докторов наук, 23 кандидата физико-математических наук, один кандидат экономических наук. А всего у нас в штате порядка 100 человек.
Сейчас Росатом активно занимается Форсайтом — пытается прогнозировать, что будет после 2035 года, определить, куда идти, чем заниматься. Каким вы видите будущее?
Думаю, что у Росатома есть колоссальные конкурентные преимущества на мировом рынке ядерных технологий. Они базируются на компетенциях персонала, на технологических возможностях предприятий Росатома.
Если говорить о конкретных направлениях, то это ядерная медицина, материаловедение, гибридные системы. Например, гибридный термоядерный реактор колоссально расширит технологические возможности Росатома, если такой проект будет реализован. Такая технология может стать локомотивом, который потащит за собой множество других направлений.
3D-принтеры? Да, конечно. Потому что 3D-принтеры имеют колоссальные возможности.
Наверное, можно эффективно развивать ветровую и солнечную энергетику. И я считаю, если кто-то готов взять на себя такую ответственность — не надо ему давать по рукам, пусть развивает. Инициативные люди всегда двигают прогресс. Другое дело, дает ли Росатому развитие солнечной или ветровой энергетики конкурентные преимущества? Или все-таки у него намного больше конкурентных преимуществ в области ядерных технологий? Я склоняюсь ко второму утверждению.
Регулярно появляются интересные новости о термояде. Про Lockheed Martin можете что-то сказать? Они под термоядерную конференцию как будто специально проанонсировали свой проект. А что сейчас?
Я тогда сразу сказал, что это хороший PR-ход. Но это не имеет отношения к науке. Вот продемонстрируют реальную установку — будем комментировать.
А есть ли где-то какие-то исследования, за которыми вы пристально следите?
Я пришел в тематику в 1981 году; к тому времени люди уже много лет занимались термоядерной плазмой. Академик Л.А. Арцимович построил в Курчатовском институте несколько токамаков. То есть не вчера это началось и не завтра кончится.
При этом есть магистральное направление, в котором работают серьезные ученые, и есть всякого рода импровизации людей, которых я бы назвал мечтателями. Повторюсь: пусть расцветают все цветы.
Мы следим за тем, что происходит в мире. Например, японцы с европейцами, судя по всему, через два года запустят токамак JT-60SA. Очень интересная машина, до пуска ITER она будет самым крупным токамаком в мире. Конечно, нам надо не только следить за этим технологическим проектом, но и участвовать в нем.
Очень интересен эксперимент, который недавно запустили в Германии. Там физики просчитали траектории движения частиц и создали машину, в которой оптимизировано удержание быстрых ионов. Поскольку при термоядерных реакциях рождаются быстрые ионы, очень важно, чтобы конфигурация магнитного поля, которое создается в машине, позволяла удерживать эти ионы, не давала им вылетать на стенки.
Я говорю «быстрых ионов», а на самом деле речь идет о термоядерных альфа-частицах с энергией 3,5 МэВ. Если они вылетят на стенку, то, во‑первых, плазма потеряет эту энергию, а во‑вторых, они могут стенку повредить, прожечь. Такие прецеденты были на других машинах. Поэтому удержание быстрых частиц — очень важная задача. Мы внимательно следим за тем, что делают коллеги в Германии.
В Америке очень интересный эксперимент, уже многолетний, проводит General Atomics — в Сан-Диего работает токамак DIII-D. В Европе токамак JET продолжает работать, он уникален тем, что там проводятся эксперименты с дейтерий-тритиевой плазмой.
Я приветствую любые идеи мечтателей. Но отношусь к ним не как к науке, а как к неистребимой фантазии человечества. Может быть, кому-то и повезет. Но на самом деле физика плазмы очень сложна. Ученые приблизились к ней в 1950-х годах и говорили: «Дайте нам 20–25 лет — и мы построим реакторы». Одна из мощнейших установок была в Принстоне (США), называлась Tokamak Fusion Test Reactor. Да, они получили большое Q = 11 %.
Хороший результат был для тех лет, но эта установка реактором не стала. А люди, которые ее строили, надеялись, что она будет реактором. Но образование плазмы — очень сложный процесс. Там столько неустойчивостей, ее так тяжело держать руками экспериментатора, что это требует не только времени, но и активного международного сотрудничества, привлечения наиболее ярких умов из разных стран.
Вот вы спросили, за чем еще мы следим. Один из объектов — недавно запущенный токамак ST40 в Англии. Там, кстати, международная команда работает, и европейцы есть, и русских несколько человек. Один из них — Владимир Шевченко, мой одногруппник по университету; другой — Михаил Грязневич, мой хороший друг, мы вместе начинали работать в термояде на токамаке ТУМАН-3 в ФТИ РАН.
Я тогда сразу сказал, что это хороший PR-ход. Но это не имеет отношения к науке. Вот продемонстрируют реальную установку — будем комментировать.
А есть ли где-то какие-то исследования, за которыми вы пристально следите?
Я пришел в тематику в 1981 году; к тому времени люди уже много лет занимались термоядерной плазмой. Академик Л.А. Арцимович построил в Курчатовском институте несколько токамаков. То есть не вчера это началось и не завтра кончится.
При этом есть магистральное направление, в котором работают серьезные ученые, и есть всякого рода импровизации людей, которых я бы назвал мечтателями. Повторюсь: пусть расцветают все цветы.
Мы следим за тем, что происходит в мире. Например, японцы с европейцами, судя по всему, через два года запустят токамак JT-60SA. Очень интересная машина, до пуска ITER она будет самым крупным токамаком в мире. Конечно, нам надо не только следить за этим технологическим проектом, но и участвовать в нем.
Очень интересен эксперимент, который недавно запустили в Германии. Там физики просчитали траектории движения частиц и создали машину, в которой оптимизировано удержание быстрых ионов. Поскольку при термоядерных реакциях рождаются быстрые ионы, очень важно, чтобы конфигурация магнитного поля, которое создается в машине, позволяла удерживать эти ионы, не давала им вылетать на стенки.
Я говорю «быстрых ионов», а на самом деле речь идет о термоядерных альфа-частицах с энергией 3,5 МэВ. Если они вылетят на стенку, то, во‑первых, плазма потеряет эту энергию, а во‑вторых, они могут стенку повредить, прожечь. Такие прецеденты были на других машинах. Поэтому удержание быстрых частиц — очень важная задача. Мы внимательно следим за тем, что делают коллеги в Германии.
В Америке очень интересный эксперимент, уже многолетний, проводит General Atomics — в Сан-Диего работает токамак DIII-D. В Европе токамак JET продолжает работать, он уникален тем, что там проводятся эксперименты с дейтерий-тритиевой плазмой.
Я приветствую любые идеи мечтателей. Но отношусь к ним не как к науке, а как к неистребимой фантазии человечества. Может быть, кому-то и повезет. Но на самом деле физика плазмы очень сложна. Ученые приблизились к ней в 1950-х годах и говорили: «Дайте нам 20–25 лет — и мы построим реакторы». Одна из мощнейших установок была в Принстоне (США), называлась Tokamak Fusion Test Reactor. Да, они получили большое Q = 11 %.
Хороший результат был для тех лет, но эта установка реактором не стала. А люди, которые ее строили, надеялись, что она будет реактором. Но образование плазмы — очень сложный процесс. Там столько неустойчивостей, ее так тяжело держать руками экспериментатора, что это требует не только времени, но и активного международного сотрудничества, привлечения наиболее ярких умов из разных стран.
Вот вы спросили, за чем еще мы следим. Один из объектов — недавно запущенный токамак ST40 в Англии. Там, кстати, международная команда работает, и европейцы есть, и русских несколько человек. Один из них — Владимир Шевченко, мой одногруппник по университету; другой — Михаил Грязневич, мой хороший друг, мы вместе начинали работать в термояде на токамаке ТУМАН-3 в ФТИ РАН.
А в чем там коммерческая составляющая? На чем можно заработать?
В классическом токамаке отношение большого радиуса тора к малому радиусу — три к одному. А есть установки, в которых отношение большого радиуса к малому меньше двух к одному. Это токамаки с малым аспектным отношением.
У таких установок есть свои преимущества; именно их продает эта команда. Их финансирует частный бизнес. Они надеются, что им удастся получить плазму с реакторными параметрами. За этим стоит определенная физика, это может получиться.
Частный бизнес в данном случае на чем заработает? Получит результат интеллектуальной деятельности, который сможет потом использовать?
Если произойдет прорыв, если они покажут, что в этой магнитной конфигурации токамака с малым аспектным отношением можно сделать установку, которая имеет реакторные перспективы, то они могут запатентовать эти результаты. А после того как первый термоядерный реактор будет построен, начнется бум термоядерного реакторостроения по планете. Потому что термоядерный реактор имеет ряд принципиальнейших преимуществ перед всеми остальными методами энергетики.
Первое — конечно, безопасность: там не может быть взрыва. Если случится авария на термоядерном реакторе, она приведет просто к тому, что он потухнет. Нечему взрываться.
Второе — топливо. Это дейтерий-тритий. Дейтерий добывается, сейчас освоены очень недорогие технологии, в том числе по добыче из воды мирового океана. Тритий производится из лития, вполне доступного материала. Мы умеем это делать как на ядерных реакторах, так и в бланкете самого термоядерного реактора. Тритий, конечно, очень дорогое вещество, по некоторым оценкам — $100 млн за грамм. Но как только технологии будут освоены, конечно, тритий тоже станет вполне доступным материалом.
Один из плюсов этого топлива — не надо месторождений, не надо за них бороться, воевать. Если у вас страна технологически развита, то вы ставите на берегу океана технологический участок и из воды мирового океана делаете дейтерий. Лития много.
За топливо идет борьба только в научных лабораториях, соответственно надо науку и технологии развивать, а не вступать в международные конфликты. Поэтому термоядерная энергетика — она объединяющая. Преимущество получат те, кто думает о технологическом развитии своей страны.
Почему некоторые страны сегодня хотят вступить в ITER? Потому что после успеха ITER те страны, которые к этому причастны, будут иметь доступ к технологиям.
А развитие частных проектов свидетельствует о том, что термояд понемногу становится бизнесом?
Для сегодняшнего масштаба рынка капитала стоимость термоядерного реактора — небольшая величина. Он сейчас дорог, а потом будет дешевле.
Эффект масштаба?
Именно так. На этапе создания технологической платформы затраты всегда велики. Но когда она уже создана, когда рутинно изготавливаются элементы первой стенки, сверхпроводники, элементы вакуумной камеры, диагностики, системы нагрева плазмы, когда это все освоено, затраты становятся в разы меньше.
Поэтому инвестор, который знает, где и что купить, сможет на разумные деньги термоядерную станцию построить. И продавать чистую энергию, в которой ни СО2 нет, ни тепличного эффекта для Земли, ни засорения воздуха.
Значит, имеет смысл уже сейчас вкладываться в какой-то проект?
Сегодня в Проект ITER вкладываются государства. Клуб ITER — это 35 стран. Они пайщики. Частные деньги в ITER не принимаются. Но есть и частные проекты: токамак, ST40 в Англии, Lockheed Martin.
Или, например, компания Tri Alpha в Калифорнии, которая пытается реализовать термоядерный синтез уже не в смеси дейтерий-тритий, а в смеси протон-бор. В результате термоядерной реакции между протоном и бором рождаются 3-альфа частицы. Поэтому компания и называется Tri Alpha. Она частная, но там работают серьезные ученые, которые делают реальную науку.
Они сегодня отстают от нас, но их деятельность вызывает большой интерес. Так что да, частный бизнес уже начинает активно участвовать в термояде. Это будет как снежный ком нарастать.
Тем интереснее будет в ближайшие 10 лет следить за этими процессами.
Это правда. Ближайшие 3–4 года покажут потенциал различных концепций реакторов с магнитным удержанием плазмы, включая открытые магнитные ловушки и стеллараторы. Однако наибольших результатов мы ждем от токамаков, и прежде всего от ITER после получения в нем первой плазмы в 2025 году.
В классическом токамаке отношение большого радиуса тора к малому радиусу — три к одному. А есть установки, в которых отношение большого радиуса к малому меньше двух к одному. Это токамаки с малым аспектным отношением.
У таких установок есть свои преимущества; именно их продает эта команда. Их финансирует частный бизнес. Они надеются, что им удастся получить плазму с реакторными параметрами. За этим стоит определенная физика, это может получиться.
Частный бизнес в данном случае на чем заработает? Получит результат интеллектуальной деятельности, который сможет потом использовать?
Если произойдет прорыв, если они покажут, что в этой магнитной конфигурации токамака с малым аспектным отношением можно сделать установку, которая имеет реакторные перспективы, то они могут запатентовать эти результаты. А после того как первый термоядерный реактор будет построен, начнется бум термоядерного реакторостроения по планете. Потому что термоядерный реактор имеет ряд принципиальнейших преимуществ перед всеми остальными методами энергетики.
Первое — конечно, безопасность: там не может быть взрыва. Если случится авария на термоядерном реакторе, она приведет просто к тому, что он потухнет. Нечему взрываться.
Второе — топливо. Это дейтерий-тритий. Дейтерий добывается, сейчас освоены очень недорогие технологии, в том числе по добыче из воды мирового океана. Тритий производится из лития, вполне доступного материала. Мы умеем это делать как на ядерных реакторах, так и в бланкете самого термоядерного реактора. Тритий, конечно, очень дорогое вещество, по некоторым оценкам — $100 млн за грамм. Но как только технологии будут освоены, конечно, тритий тоже станет вполне доступным материалом.
Один из плюсов этого топлива — не надо месторождений, не надо за них бороться, воевать. Если у вас страна технологически развита, то вы ставите на берегу океана технологический участок и из воды мирового океана делаете дейтерий. Лития много.
За топливо идет борьба только в научных лабораториях, соответственно надо науку и технологии развивать, а не вступать в международные конфликты. Поэтому термоядерная энергетика — она объединяющая. Преимущество получат те, кто думает о технологическом развитии своей страны.
Почему некоторые страны сегодня хотят вступить в ITER? Потому что после успеха ITER те страны, которые к этому причастны, будут иметь доступ к технологиям.
А развитие частных проектов свидетельствует о том, что термояд понемногу становится бизнесом?
Для сегодняшнего масштаба рынка капитала стоимость термоядерного реактора — небольшая величина. Он сейчас дорог, а потом будет дешевле.
Эффект масштаба?
Именно так. На этапе создания технологической платформы затраты всегда велики. Но когда она уже создана, когда рутинно изготавливаются элементы первой стенки, сверхпроводники, элементы вакуумной камеры, диагностики, системы нагрева плазмы, когда это все освоено, затраты становятся в разы меньше.
Поэтому инвестор, который знает, где и что купить, сможет на разумные деньги термоядерную станцию построить. И продавать чистую энергию, в которой ни СО2 нет, ни тепличного эффекта для Земли, ни засорения воздуха.
Значит, имеет смысл уже сейчас вкладываться в какой-то проект?
Сегодня в Проект ITER вкладываются государства. Клуб ITER — это 35 стран. Они пайщики. Частные деньги в ITER не принимаются. Но есть и частные проекты: токамак, ST40 в Англии, Lockheed Martin.
Или, например, компания Tri Alpha в Калифорнии, которая пытается реализовать термоядерный синтез уже не в смеси дейтерий-тритий, а в смеси протон-бор. В результате термоядерной реакции между протоном и бором рождаются 3-альфа частицы. Поэтому компания и называется Tri Alpha. Она частная, но там работают серьезные ученые, которые делают реальную науку.
Они сегодня отстают от нас, но их деятельность вызывает большой интерес. Так что да, частный бизнес уже начинает активно участвовать в термояде. Это будет как снежный ком нарастать.
Тем интереснее будет в ближайшие 10 лет следить за этими процессами.
Это правда. Ближайшие 3–4 года покажут потенциал различных концепций реакторов с магнитным удержанием плазмы, включая открытые магнитные ловушки и стеллараторы. Однако наибольших результатов мы ждем от токамаков, и прежде всего от ITER после получения в нем первой плазмы в 2025 году.
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ НОМЕРА
