[Параметры] [Интерфейс] [Работа с письмами] [Ошибки] | ||
В июне этого года в Москве прошли "Дни ИТЭР", собравшие участников международ ной программы "Технический проект ИТЭР", экспериментального термоядерного реактора. Программа была успешно завершена в июле, и начались переговоры о строитель стве самого реактора, в первую очередь о выборе места для его сооружения и о создании Международного института ИТЭР, предназначенного для организации строительства и эксплуатации реактора. Профессионалы считают, что в ИТЭРе будет, наконец, получено "горение плазмы" - самоподдерживающаяся термоядерная реакция. Сделан еще один важный шаг на долгом и трудном пути к термоядерной электростанции, к звездным энергетическим процессам. УКРОЩЕНИЕ НЕУКРОТИМОГОСтремление получить высокотемпературную плазму натолкнулось сразу на несколько очень сложных проблем. Во-первых, надлежало ее нагреть до многих миллионов градусов. Во-вторых, чтобы сохранить высокую температуру плазмы, нужно изолировать ее от стенок реактора, создать своего рода плазменное облако. В-третьих, это облако необходимо сделать абсолютно устойчивым, чтобы оно висело в пространстве, не смещаясь и ни к чему не прикасаясь.
Есть и другие, еще более экзотические проекты. Предлагается, например, осуществлять термоядерную реакцию, сталкивая пучки ионов дейтерия в коллайдере (см. "самый интересный журнал Наука и жизнь " № 1, 2000 г.). А теперь обещанное дополнение касательно ТОКАМАКа. От всех других установок и методов этот вариант проведения управляемой термоядерной реакции отличается прежде всего тем, что он в основном уже вышел из сферы сомнений и поисков. Благодаря накопленной за пятьдесят лет исследований обширной базе физических и инженерно-технических данных он вплотную подошел к стадии экспериментального реактора. Это, видимо, и вдохновило международное сообщество на создание ИТЭРа. ВЕЛОСИПЕД ЛУЧШЕ ИМЕТЬ ЛИЧНЫЙ, А РЕАКТОР - ОБЩИЙТакой грандиозный проект, как ИТЭР, - дело сложное, небыстрое и дорогое. К тому же плазменная система, имеющая практически бесконечное число степеней свободы, в принципе не может быть рассчитана до конца. Предсказать ее поведение со стопроцентной точностью невозможно. Этим она отличается даже от самых больших ускорителей заряженных частиц, целиком основанных на хорошо известных законах электродинамики. Даже богатой стране нет никакого смысла делать его в одиночку - результатом будут знания и опыт, которые все равно станут общим достоянием и в национальную экономику сразу ничего не внесут. В то же время, объединив усилия, можно резко ускорить продвижение к своему работающему термояду и снизить собственные затраты. Поэтому в 1992 году было подписано соглашение о совместном техническом конструировании реактора ИТЭР под эгидой МАГАТЭ (Международное агентство по атомной энергии). А его концептуальное проектирование по инициативе нашей страны началось на четыре года раньше. В команду проектировщиков ИТЭРа вошли специалисты Европейского союза, России, США и Японии. В 1999 году США вышли из четверки. Сами американские физики объясняли это трудностями финансирования и недостаточным вниманием администрации США к энергетике. Но сейчас в Москве американцы несколько раз отмечали, что после недавних серьезных энергетических проблем в Калифорнии, самом богатом штате, администрация меняет свое отношение к делу, и США ушли из ИТЭРа, не захлопнув дверь навсегда. В то же время как самостоятель ный участник проекта после официального предложения своей территории под строительство ИТЭРа в программу вошла Канада. До этого она вместе с Казахстаном была ассоциированным членом итэровской команды и работала в рамках команды Евроатома (а Казахстан - команды России). Даже несколько фактов и цифр, взятых из Технического проекта, завершение которого недавно отметили "Дни ИТЭР" в Москве, позволяют представить себе эту огромную и сложную машину. Здесь же мы скажем, что высота вакуумной камеры - 15 метров (пятиэтажный дом), а внешний диаметр - более 12 метров. Само же здание кубической формы, со стороной более 70 метров, где разместится реактор со всеми вспомогательными системами, поднимется над землей как минимум на двадцать жилых этажей. Одна из главных деталей ИТЭРа (если это сооружение можно считать деталью) называется "бланкет", в переводе на русский "одеяло". Бланкет со всех сторон охватывает кольцо плазмы, и родившиеся при синтезе основные носители энергии - 14-мэвные нейтроны - отдают ее бланкету, сильно нагревая его. В бланкете находятся теплообменники, по которым пропускают воду. Полученный пар вращает паровую турбину, а она - ротор генератора. Так могла бы в общем виде выглядеть схема термоядерной электростанции. До электрогенератора в ИТЭРе дело пока еще не дойдет (хотя здесь и нет принципиальных трудностей), но эксплуатация реактора позволит прояснить детали процесса, необходимые для постройки термоядерной электростанции. Каждый участник проекта взял на себя часть немалого финансового бремени и создал свою, как ее назвали, домашнюю команду, которая имела особое задание. При этом нужно помнить, что технический проект реактора - это не только рулоны чертежей, вернее, не только бессчетные компьютерные файлы. Практически это первый глобальный проект, созданный в "электронном виде". Большинство решений принималось впервые и требовало экспериментальной проверки. Поэтому прототипы почти всех узлов были изготовлены, исследованы, одобрены экспертами и лишь после этого вошли в проектную документацию. Так что, как говорится, дело за малым - остается из нескольких предложений (Франция, Япония, Канада) выбрать строительную площадку, распределить доли финансовых затрат между участниками и построить ИТЭР в течение ближайших восьми лет - таковы расчетные темпы строительства. Ну а дальше - новые поиски, исследования, испытания. И в итоге - проект опытно-промышленной термоядерной электростанции (ТЯЭС), на которой станут отрабатываться все вопросы получения энергии для будущих поколений человечества. Другой энергетики пока не предвидится. ЕСЛИ БЫ ВО ВРЕМЕНА ПУШКИНА...Если бы во времена Пушкина сказать людям, что через несколько десятилетий в их дома по тонким металлическим ниткам придет какое-то электричество и зажжет яркие лампы вместо свечей, этому вряд ли кто-нибудь поверил. А ведь именно так и случилось - уже в конце XIX века электричество стало реальной работающей силой, хотя незадолго до этого даже образованные граждане считали его не более чем предметом лабораторных фокусов. Лишь немногим больше столетия отделяет эту справедливую по тем временам репутацию от нынешних мощнейших электростанций и покрывших планету электрических сетей, от электропоездов, дуговых металлургических печей, телефона и телевидения. Что-то похожее может произойти и со столь нужным человечеству неисчерпаемым источником энергии - управляемым термоядерным синтезом, УТС. Есть верный признак того, что дело УТС движется к успеху - в мировой прессе стали появляться публикации о приоритете, в частности о том, кто первый придумал добывать энергию из горячей плазмы. В связи с этим уместно вспомнить, что первый документ с описанием подобной идеи - письмо служившего на Дальнем Востоке сержанта Олега Александровича Лаврентьева (ныне доктор физико-математических наук, работает в Харьковском физико-техническом институте), которое он в 1949 году отправил Сталину. В письме несколько наивно, но в принципе разумно предлагалось получать термоядерную энергию, удерживая плазму с помощью полей, правда не магнитных, а электрических. Письмо переслали профессионалам, уже занимавшимся проблемой термояда. А. Д. Сахаров впоследствии подтвердил приоритет оригинальности идей самодеятельного физика о возможности мирного использования термоядерных реакций. Если перевести взгляд из прошлого в будущее, то придется честно отметить, что, по прогнозам, управляемый термояд еще 20-30 лет будет оставаться предметом исследований, экспериментальных установок, проектов и популярных статей в газетах и журналах. Но, по прогнозам же и даже по просчитанным планам, через несколько десятилетий термояд должен стать работающей реальностью. Символом УТС можно считать картину, обошедшую когда-то многие издания. На берегу океана (моря, озера, реки) стоит электростанция, топливом для которой служит вода. Именно вода: в некоторой части ее молекул вместо водорода всегда есть тяжелый водород - дейтерий, необходимый для реакций синтеза. Расход воды невелик - несколько цистерн могут сутки кормить электричеством большой город, такой, скажем, как Рязань, Одесса или Бостон. (Еще раз напомним наглядный пример: при "сжигании" дейтерия, содержащегося в литре воды из крана, выделяется столько же энергии, сколько ее имеется в 400 литрах бензина.) Да и то реально расходуется лишь ~0,016% всей массы воды (атомы дейтерия), а остальные ~99,84% возвращаются в водоем. Полное же количество дейтерия в океане составляет около 4.1013 тонн. Его хватит для производства 1020 киловатт-лет электроэнергии. Так что, похоже, человек нашел для себя безвредный и практически неисчерпаемый энергетический источник. Но, конечно, нашел не так, как дрова, нефть или уголь, не наткнулся случайно. Физики выявили этот источник, высмотрели его у природы, извлекли из полной неясности и неизвестности, прорисовав важнейшие детали в нашей картине мира. Картина мира, открытая наукой, особенно физикой последнего столетия, - величайшее достижение человеческого разума, изменившее все наше миропонимание. Поэтому вполне справедливо известное "что-то физики в почете", тем более, что именно физики первыми встали стеной против смертельно опасного "что-то лирики в загоне". И вот еще что примечательно - пребывание в мире высоких материй удивительным образом сочетается у физиков с умением извлекать из них практические результаты, то, что реально работает на человека. Именно из физики пришли к нам персональные компьютеры и идеи генетического кода, гигантские воздушные лайнеры, понимание механизмов кровоснабжения и цветные телевизоры. Сегодня на наших глазах, взяв на себя главную заботу и главную ответственность, физика небыстро, но планомерно, шаг за шагом, продвигается к решению еще одной задачи, жизненно важной для человека и человечества, - к созданию энергетического изобилия. Р. СВОРЕНЬ, специальный корреспондент журнала "самый интересный журнал Наука и жизнь ". ЛИТЕРАТУРАВ журнале "самый интересный журнал Наука и жизнь " о ТОКАМАКах были опубликованы статьи: Плотников А. "Термояд" в плазменном шнуре . - № 3, 1971 г. "ТОКАМАК-7" - еще один шаг к реактору . - № 3, 1980 г. Александров А., докт. физ.-мат. наук, Елесин Е., доктор физ.-мат. наук. Лед и пламень. - №№ 11, 12, 1987 г. Панкратов С. ТОКАМАК - новый шаг . - № 4, 1989 г. |
| |