Home / Новые технологии / «Локомотив науки» не должен тормозить

«Локомотив науки» не должен тормозить

«Локомотив ускоренного развития науки, инновационных технологий и образования в России» – такое определение дал проекту международного термоядерного реактора (ИТЭР) Олег Филатов, генеральный директор НИИ электрофизической аппаратуры. Его выступление прозвучало на петербургском форуме топливно-энергетического комплекса. (НИИЭФА возглавляет и координирует работу российских участников проекта ИТЭР.) 


 
Участие в международном проекте ИТЭР дает России полный доступ к его материалам и разработкам, подчеркнул и президент Курчатовского института академик Евгений Велихов. 


 
О том, какие задачи поставлены перед российскими участниками ИТЭР, каковы результаты проекта на сегодняшний день и о проблемах термоядерной энергетики в России «ЭПР» рассказали директор Института ядерного синтеза академик Валентин Смирнов и руководитель российского агентства ИТЭР д. ф. м. н. Анатолий Красильников. 
 

— Скорее всего, мы не откроем Америки, если предположим, что средний человек имеет смутное представление о термоядерной энергетике. В чем привлекательность получения энергии путем управляемого синтеза термоядерной реакции? 



 
Валентин Смирнов: — Важнейшее из достоинств будущей термоядерной энергетики – практически неограниченная топливная база. Основное «сырье» для термоядерных реакторов – дейтерий и литий. Источник запасов дейтерия – это мировой океан, запасы лития имеются и в океане, и в земной коре. Эти запасы не только практически безграничны – они равномерно распределены по всему миру, чего нельзя сказать об источниках традиционных видов энергетики. Это значит, что создание будущей термоядерной энергетики не только решает проблему исчерпаемости энергетических ресурсов, но и снижает вероятность конфликтов, связанных с владением этими ресурсами. 


 

Второе существенное достоинство – экологическая безопасность термоядерной энергетики, более безопасной, чем атомная энергетика и другие привычные виды генерации. Как известно, ядерная энергетика создает не только проблему строжайшего контроля, но и проблему надежного захоронения отходов, остающихся радиоактивными в течение веков и даже тысячелетий. В термоядерной энергетике эта проблема отсутствует, обработка отработанных материалов возможна уже по прошествии ста лет. 



 

Более того, будущие термоядерные станции будут намного менее уязвимы с точки зрения ошибок персонала и возможных террористических атак. 



— Это связано именно с управляемостью реакции? 



— Да. «Выключенный» термоядерный реактор, в котором не происходит горения плазмы, по сути, не более опасен, чем выключенная газовая горелка. 





Реалистичное и фантастическое



А как вы относитесь к планам доставки топлива для термоядерных станций с Луны? 



Валентин Смирнов: — В высшей степени сдержанно. Дело не только в стоимости добычи и доставки лунного гелия-3 или строительства «лунных» заводов по его переработке. Температура плазмы, необходимой для горения термоядерного «топлива» вышеназванного состава, должна быть не ниже 150 миллионов градусов Цельсия. Для топлива с использованием гелия-3 температура должна быть в 2-3 раза выше. Технологий, позволяющих обеспечивать такую температуру и управлять процессом горения плазмы, в мире пока нет. 



Анатолий Красильников: — Более реалистичной и привлекательной сегодня выглядит идея создания токамака – реактора, работающего на топливе из смеси изотопов водорода – дейтерия и трития. Прототип такого реактора создается в рамках международного проекта ИТЭР, в котором Россия принимает активное участие. По решению правительства России РНЦ Курчатовский институт координирует работы по обеспечению вклада России в проект ИТЭР в нашей стране. 



Хочу отметить и еще один перспективный вариант работы – так называемые гибридные реакторы. Из участников проекта ИТЭР этим вопросом активно занимаются Китай и США. В нашей стране, которая является пионером и в этих работах, анализ различных концепций гибридного реактора на протяжении нескольких десятилетий проводится под научным руководством РНЦ Курчатовский институт. 



Привлекательность идеи гибридного реактора – в возможности использовать опыт, накопленный в традиционной атомной энергетике, и при этом минимизировать воздействие на окружающую среду. Создание реактора с термоядерным «сердцем» и ядерной периферией позволяет существенно нарастить мощность за счет ядерного усилителя и вместе с тем свести к минимуму риски, связанные с использованием атомного «горючего». 



Насколько реально присоединение к проекту новых участников, таких, к примеру, как Австралия, Бразилия, Казахстан? 



Анатолий Красильников: — Если говорить о позиции Казахстана, то он уже «поднял руку»: делегация промышленников этой страны недавно посетила Международную организацию ИТЭР и продемонстрировала интерес к участию в проекте. Правительство Казахстана рассматривает вопрос о наиболее эффективной форме участия в проекте ИТЭР. 



С одной стороны, участие в ИТЭР обещает преимущества для создания собственной термоядерной энергетики, укрепления международного престижа. С другой стороны, это достаточно дорого. Интерес к участию в проекте ИТЭР ранее высказывали ученые Бразилии, Канады и Австралии, однако в связи с тем, что минимальный взнос должен составлять 10 процентов от стоимости проекта, правительства этих стран пока не приняли решения об участии. 





Не отстать от поезда



— Как известно, сама идея создания токамака принадлежит Андрею Сахарову и Игорю Тамму, первые в мире токамаки тоже были созданы не где-нибудь, а в нашем Курчатовском институте. Сохранилось ли это лидерство в наши дни? 



Анатолий Красильников: — Действительно, в 1960-х – начале 1970-х СССР был мировым лидером в области термоядерных исследований. Но начиная с конца 1970-х мы стали отставать: российские ученые продолжали развивать достигнутые позиции, в то время как другие страны, ведущие свои собственные термоядерные исследования, переходили к строительству более мощных токамаков. Постепенно из мировых лидеров мы переходили в разряд, если можно так выразиться, мировых партнеров, первых среди равных. 



У нас есть исследовательские институты мирового значения, у нас есть физики, которые понимают процессы, происходящие в плазме, лучше, чем кто-либо из их коллег. Но у нас нет одного из важнейших условий развития собственной термоядерной энергетики – нет базы, на которой можно отрабатывать технологии термоядерного реактора и учить следующее поколение. И с годами ситуация изменяется не в нашу пользу. 



России нужна собственная термоядерная программа, нужен крупный токамак с ключевыми элементами будущего реактора, позволяющий изучать процессы управляемого термоядерного синтеза и разрабатывать реакторные технологии на современном уровне. Создание инженерно-технологического комплекса этого токамака должно объединить потенциалы всех имеющихся в стране научных центров, их инженерные и технологические школы. Если мы промедлим, то рискуем упустить благоприятную ситуацию, которую создает участие России в проекте ИТЭР. Не будет собственной базы для подготовки кадров, не будет ни молодых, ни зрелых специалистов. Промедление в подготовке кадров опасно еще и потому, что мы рискуем не успеть передать опыт предшествующего поколения – средний возраст специалистов, занимающихся термоядерными исследованиями, составляет около 60 лет. 



Валентин Смирнов: — Необходимо не только подготовить исследовательскую базу, необходимо решить общую для всей энергетики проблему привлечения молодых специалистов, создания достойных условий (прежде всего жилищных). Если этот вопрос не будет решен, разрыв между поколениями будет углубляться. Особенно остра эта проблема для молодых специалистов из глубинки, которым не по карману жилье в Москве и Подмосковье, а именно там и расположено большинство ядерных центров. 



— Насколько нам известно, Росатом принял начальное решение о включении термоядерных исследований в новую программу федерального значения? 



Анатолий Красильников: — Действительно, Росатом в 2008 году разработал программу «Ядерные технологии нового поколения», в этой программе есть раздел «Термоядерные исследования». Но сегодня нам нужно большее: национальный проект крупного токамака с ключевыми реакторными технологиями, который станет центром работ по созданию термоядерного реактора в России. 






Результат уже виден


— На круглом столе по термоядерной энергетике, состоявшемся в ходе петербургского форума, упоминалось о реальных результатах проекта ИТЭР. Расскажите об этом подробнее. 



Анатолий Красильников: — К реально достигнутым результатам такого рода можно отнести, к примеру, производство сверхпроводников, которые применяются не только в промышленности, ориентированной на энергетику, но и при изготовлении медицинской аппаратуры (производство томографов). 



Валентин Смирнов: — Именно благодаря проекту ИТЭР России удалось не только возродить производство сверхпроводников, но и вернуть весомые международные позиции в этой области. 



— Утверждены ли кандидатуры российских промышленных предприятий, участвующих в проекте ИТЭР? Когда будут размещены первые заказы? 



Анатолий Красильников: — Процесс размещения заказов уже начался. Как и другим участникам проекта ИТЭР, России необходимо успеть разместить заказы к 2012-2015 годам, чтобы к 2018 году после сборки и наладки реактор мог выдать первую плазму. Всего наша страна отвечает за производство 19 систем для реактора ИТЭР. Среди предприятий, участвующих в этом процессе, – Ижорские заводы, ЗИО-Подольск,Чепецкий механический завод (входит в состав корпорации «ТВЭЛ», отвечает за производство сверхпроводников), Средне-Невский судостроительный завод. Возможно, в близкой перспективе к этому списку присоединится еще и «АвтоВАЗ». 



Ижорские заводы и ЗИО-Подольск рассматриваются в качестве площадок для производства верхних патрубков. Пока на базе этих заводов начато производство прототипов, тестирование технологий. Результаты этой работы определят, с кем будет заключен окончательный контракт и какую форму примет этот договор. Возможно, в конечном счете будет выбран один из заводов, возможно, они будут кооперироваться и работать сообща. 


СПРАВКА 

Решение о проектировании Международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР) было принято более 20 лет назад, в 1985 году. Он стал одним из глобальных символов разрядки. Первоначально в проекте участвовали СССР, Япония, США, Европейский союз и Канада. Позднее присоединились Китай, Индия и Южная Корея. 


 
В 2005 году было окончательно выбрано место для строительства реактора: окрестности города Кадараш на юге Франции. 


Сооружение ИТЭР оценивается в 5 миллиардов евро. Каждый из участников обязан оплачивать около 10 процентов общих затрат на строительство. Исключение составляет Евросоюз, который вносит 40 процентов. Строительство реактора ИТЭР должно занять около 10 лет, его мощность составит 500 МВт. При этом общая мощность термоядерного реактора должна быть в 10 раз больше мощности нагрева, затрачиваемой на создание плазмы. (В настоящий момент на крупнейших токамаках достигнуто соотношение термоядерной мощности и мощности нагрева, составляющее от 67 до 100 процентов). 


 
Первый пуск запланирован на 2018 год. Его задача – демонстрация возможности получения электроэнергии на базе термоядерного синтеза. Но ИТЭР не будет заниматься производством электроэнергии. Это задача следующего этапа международной термоядерной программы: запуска демонстрационного реактора ДЕМО, строительство которого должно начаться в 2030-х годах. Как только ДЕМО докажет свою работоспособность, безопасность, практическую применимость и экономическую эффективность, начнется строительство промышленных термоядерных станций. 


 
По европейскому сценарию Fast Track, первая опытно-промышленная станция может быть построена к 2045-50 годам. 

Check Also

Китай подтверждает свой интерес к БН-800

Китай подтверждает свой интерес к строительству на своей территории блоков с реакторами БН-800. Об этом …

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *