Солнце рукотворное: куда ведут пути развития термоядерной энергетики
В XIX веке ученые всерьез задумались о создании на Земле маленького солнца — управляемом термоядерном синтезе. Сегодня термоядерный реактор причисляют к источникам энергии не столь далекого будущего: насколько люди близки к воплощению мечты своих предков и когда наступит эра термоядерной энергетики? За ответами «Энергия+» отправилась на Конгресс молодых ученых в Сочи.
Задача века
— Управляемый термоядерный синтез — самая амбициозная задача, которую человечество поставило перед собой в XX веке, — считает директор направления научно-технических исследований и разработок «Росатома» Виктор Ильгисонис. Он уверен, в этом столетии ее можно решить, однако для полномасштабных физических экспериментов в термоядерной энергетике потребуются новые материалы и оборудование.
Перед нами море сложных задач — например, нет материала для внутренней стенки реактора. Они требуют «серого вещества» молодежи: теоретиков, экспериментаторов и материаловедов.
Специалисты из разных стран сообща работают над развитием термоядерной энергетики. Они строят Международный экспериментальный термоядерный реактор, или ИТЭР (от англ. ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). В его основе лежит тороидальная камера с магнитными катушками (токамак) — реактор, в котором плазма температурой выше, чем поверхность Солнца, удерживается в вакууме с помощью магнитного поля.
Технологию изобрели советские ученые, а сокращение «токамак» стало таким же нарицательным словом в атомной энергетике, как «спутник» в аэрокосмической отрасли.
Мы работаем над развитием больших токамаков — например, Т-15МД с высотой внутренней камеры 3,39 метра — и над запуском их будущего «сменщика», экспериментальной реакторной установки. Для них нужны апробированные методы стабилизации тока, увеличения температуры плазмы, новые методы генерации тока и его поддержания. Мы их разработали и будем проверять на практике.
Важные исследования в сфере термоядерной энергетики ведут и в Нижнем Новгороде — городе, где в советское время изобрели гиротрон. Это вакуумный электромагнитный прибор, который генерирует сверхвысокочастотное излучение. Российские ученые продолжают совершенствовать эти приборы. В ноябре отечественные гиротронные комплексы установили в ИТЭР.
Будущее рождается в головах молодежи
Главный российский термоядерный проект — токамак с реакторными технологиями. Это экспериментальная реакторная установка, которую построят в Троицком институте инновационных и термоядерных исследований. Над проектом работают ученые «Росатома», Курчатовского института, институты РАН и другие вузы по всей стране.
— Основное отличие установки от ИТЭР — новая электромагнитная система из высокотемпературных сверхпроводников. Она позволит уменьшить размер токамака и улучшить его характеристики, — объяснил руководитель института Кирилл Ильин.
Запуск токамака в Троицке запланирован на 2035 год, пуск токамака ИТЭР — на 2034-й. Эти два события станут научным и технологическим триумфом. Однако, по мнению заместителя генерального директора по науке и технологиям ИТЭР Камада Ютака, есть более важная вещь, чем технические достижения, — это вовлечение молодых ученых, ведь «будущее энергетики рождается в их головах».
