«Многие рассматривают термоядерную энергетику как сферу интересов ученых-теоретиков или писателей-фантастов. На самом деле эпоха термоядерных реакторов начинается уже сегодня», – подчеркнул, приветствуя гостей, главный ученый секретарь президиума Санкт-Петербургского научного центра Российской Академии наук Эдуард Тропп.
Кроме сотрудников самого Физтеха в создании токамака «Глобус М» участвовали специалисты питерского НИИ электрофизической аппаратуры, Санкт-Петербургского политехнического университета, Троицкого института инновационных и термоядерных исследований и РНЦ «Курчатовский институт».
Доктор физико-математических наук директор отделения физики плазмы, атомной физики и астрофизики М. П. Петров (на снимке) считает: «Разработка и сооружение токамака – это один из самых успешных и масштабных проектов, реализованных в России в девяностые годы. Именно такие установки позволяют отечественным ученым на равных сотрудничать и конкурировать с коллегами из Западной Европы, США и Японии».
Еще раз напомним, что токамак – это сокращение от полного названия объекта: «ТОроидальная КАмера с МАгнитной Катушкой». Первые токамаки были созданы в Советском Союзе в середине 1950-х годов под руководством выдающихся ученых академиков И. Е. Тамма и А. Д. Сахарова. Кстати, придуманное в России слово «токамак» вошло во все ведущие языки мира.
Токамак представляет собой вакуумную камеру, в которой происходит зажигание и нагревание плазмы. С помощью таких установок ученые изучают особенности термоядерного синтеза и моделируют процессы, которые могут проходить в будущих термоядерных реакторах. В настоящее время в мире действует около 20 сферических токамаков. Их число за последние 10 лет удвоилось. По оценке международных экспертов, петербургский «шарик» (между прочим, единственный в России) входит в тройку лучших.
Заведующий лабораторией физики высокотемпературной плазмы Е. З. Гусаков обратил внимание присутствующих журналистов на досадное заблуждение, которое нередко встречается в публикациях о токамаках. Многие думают, что эти установки и являются термоядерными реакторами, т. е. в них происходит управляемый термоядерный синтез (соединение ядер с выделением энергии).
На самом деле в мире пока еще не существует ни одного действующего термоядерного реактора. Для термоядерного синтеза необходимо нагреть вещество до температуры 100 млн градусов и выполнить еще целый ряд условий. В токамаке «Глобус М» и его аналогах плазму можно нагреть «всего лишь» до температуры 10 млн градусов...
«Исследования, которые проводятся на нашем оборудовании, жизненно необходимы, для того чтобы в будущем построить надежный, экономичный и безопасный термоядерный реактор», – подчеркивает М. П. Петров. По его словам, в настоящее время сотрудники Физико-технического института модернизируют свое детище. В ближайшем будущем плазму в «Глобусе М» будут нагревать уже до 20 – 30 млн градусов. Совершенствуются диагностические системы.
Значение физтеховского токамака существенно возросло после начала сооружения международного термоядерного реактора ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Этот грандиозный проект осуществляется при участии РФ, ЕС, США, Канады, Японии, Китая, Южной Кореи и Казахстана на юге Франции на базе исследовательского центра «Кадараш» (Cadarache). Строительные работы начались в 2007 году, и в 2015 году первый в мире термоядерный реактор должен войти в строй.
Научные эксперименты, осуществляемые с помощью «Глобуса М», способствуют выполнению обязательств, взятых Россией по участию в этом международном проекте. Например, сотрудники Физтеха работают над разработкой систем безопасности для международного реактора.
На этой оптимистичной ноте можно было бы завершить репортаж... Но в беседах с учеными звучали и тревожные нотки. «Участие в международном научном сотрудничестве – дело нужное и полезное, – поделился с журналистами Михаил Петров. – Но важно не забывать и о внедрении научных достижений у себя дома, в своей собственной стране». Действительно, строящийся экспериментальный реактор во Франции – это только первый шаг на пути развития термоядерной энергетики. На 20 – 30-е годы XXI века США, Франция, Япония и ряд других стран планируют строительство первых термоядерных электростанций, которые станут составной частью национальных энергетических систем.
«Мне бы не хотелось, чтобы результатами работы российских ученых воспользовались более предприимчивые зарубежные конкуренты. Во всех странах, которые участвуют в сооружении ITER, одновременно действуют национальные программы развития термоядерной энергетики. Очень жаль, что у России нет такой программы, не разрабатываются планы развития термоядерной энергетики», – посетовал Михаил Петров.
Во время встречи звучали и неожиданные предложения. Например, шла речь о популяризации научных достижений... средствами поп-музыки. В этой связи собравшиеся вспомнили о «Песенке первоклассника» Эдуарда Ханока на стихи Игоря Шаферана. Помните этот хит 1980-х о том, как героиня песни «занимается на труде синхрофазотроном»? В ту пору миллионы наших соотечественников именно благодаря этой песенке узнали о синхрофазотроне – ускорителе элементарных частиц. «В наше время таких песен очень не хватает», – посетовали физики...
Шутки шутками, а термоядерная энергетика действительно нуждается в популяризации. В отличие от ныне существующих атомных реакторов термоядерные установки не будут производить долгоживущие ядерные отходы. Топливо для реактора – тяжелый водород дейтерий и тритий – можно производить из обычной морской воды на любом побережье мира. И в случае возможного разрушения реактора в результате природных катаклизмов, войны или террористического акта не произойдет существенного загрязнения окружающей среды. «Второй Чернобыль» полностью исключается!
Специалисты Физтеха убеждены в том, что термоядерная энергетика подарит человечеству практически неисчерпаемые энергетические ресурсы. Конечно, на первом этапе производство термоядерной электроэнергии может быть затратным, но уже в середине XXI века экономические показатели термоядерных электростанций вполне смогут обеспечить их конкурентоспособность.