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.
Анатолий Красильников
Директор проектного центра ИТЭР
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.
Сергей Иванов
Директор Физико-технического института имени Иоффе РАН (Санкт-Петербург)
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».