Синтез вместо распада

Проект по созданию экспериментального реактора ядерного синтеза был подписан в конце ноября в Париже. Таким образом международный консорциум в составе стран Европейского Союза, Индии, Китая, России, США, Южной Кореи и Японии дал добро на осуществление крупнейшего в истории проекта международного сотрудничества: продолжительностью в десять лет и стоимостью в 10 млрд. евро.

Международный термоядерный экспериментальный реактор — ITER — призван найти путь выработки безопасной и чистой энергии будущего. И в случае успеха может стать практически безграничным источником энергии.

В отличие от обычных атомных реакторов, на которых энергия образуется в результате реакции ядерного распада, ITER будет генерировать энергию по типу термоядерных реакций, происходящих на Солнце. А именно: будет использоваться энергия тепла, которая выделяется при слиянии атомов дейтерия (тяжелого водорода), легко извлекаемого из морской воды, и трития, получаемого из лития, часто встречающегося в природе металла.

Инициаторы проекта утверждают, что энергия синтеза будет чище и безопаснее, чем электроэнергия, производимая на сегодняшних реакторах распада. Также у этого источника энергии будут значительно более низкие выбросы в атмосферу углекислого газа, что очень важно для решения проблемы глобального потепления. Считается, что даже радиоактивные отходы реакторов синтеза будут более безопасными и простыми в утилизации, чем отходы реакторов распада. Но самое главное состоит в том, что реактор ядерного синтеза сможет произвести так много энергии, что ее хватит на удовлетворение потребностей всего мира.

Правда, все это — планы на далекое будущее. Поскольку организаторы ITER заявляют, что даже при строгом соблюдении расписания проекта первая коммерческая электроэнергия от реакторов синтеза может быть доступна для потребителей где-то в году 2045-м. Технически осуществление задуманного выглядит очень и очень сложным. Плазма, в которой собственно и происходит реакция синтеза, должна быть подогрета до 100 млн. градусов Цельсия, а это в несколько раз выше, чем температура на поверхности Солнца. И эта плазма должна удерживаться магнитными полями. Реактор ITER на пике производства, во время быстрого выброса должен будет производить 500 мегаватт электроэнергии, что в десять раз больше потребляемого им объема энергии.

Однако пока эти выбросы недостаточно периодичны, чтобы обеспечивать работу энергосистемы. И на сегодняшний день исследователи ядерного синтеза использовали гораздо больше энергии, чем произвели. Хотя первый экспериментальный реактор в Великобритании — Joint European Torus (JET) — показал лучший результат и генерировал около 65% от всей энергии, потраченной на него. Потому ученые надеются, что ITER все же станет связующим звеном между экспериментами и будущим коммерческим производством подобных генераторов электроэнергии.

Ян Феллс, почетный профессор университета Нью-Касл (Великобритания) в интервью британской Financial Times утверждает, что экпериментальный реактор ядерного синтеза необходим, а стоимость самого экперимента относительно невелика по сравнению с издержками глобального сектора энергетики. «У синтеза шансов на успех 50 на 50», — говорит он. И добавляет, что реально источники энергии человечеству нужны гораздо раньше, чем может быть получен результат от реактора ядерного синтеза. По этой причине в последующие 20—30 лет следует строить новую серию атомных электростанций, и «лишь затем на арену выйдут реакторы ядерного синтеза». Поэтому, кстати, организаторы проекта ITER считают, что следующей стадией будет создание коммерческого реактора, по размерам в шесть раз превосходящего ITER. И он сможет генерировать уже 1000 мегаватт надежной электроэнергии.

Исследовательская группа международного консорциума по строительству ITER согласовала место строительства экспериментального реактора ядерного синтеза. Это окрестности города Каракаш на юге Франции в Провансе, что в 160 км от первой французской атомной станции, построенной в 1950-х годах. Проект ITER находится в разработке уже более 20 лет. Впервые его совместно предложили Рональд Рейган и Михаил Горбачев в 1985 году. В декабре 2003-го проект был заморожен, главным образом из-за того, что страны-участницы не могли договориться о месте строительства. Россия и Китай поддержали предложение Евросоюза о размещении реактора во Франции, а США, Южная Корея и Япония отстаивали его японскую прописку. В результате продолжительных переговоров удалось убедить Японию отказаться от своих притязаний, предоставив ей существенную часть контрактов в рамках проекта. И в июле 2005 года на встрече в Москве была подписана декларация о строительстве ITER.

В октябре 2006-го в Китае была проведена 21-я Конференция МАГАТЭ по вопросам ядерного синтеза, в которой приняли участие более 800 ведущих ученых и политиков из 50 стран мира. Участники конференции обсудили основные темы исследований, которые должны быть включены в план успешной эксплуатации реактора ядерного синтеза. И, наконец, в ноябре 2006-го в Париже был дан официальный старт этому грандиозному проекту.

Конечно, у проекта ITER есть не только сторонники, но и критики. Последние отмечают, что теоретические наработки ученых и исследователей еще предстоит проверить на практике, поскольку 30-летняя история разработки реактора ядерного синтеза пока еще не приблизила его к финишной прямой. А защитники окружающей среды утверждают, что перспективы получения дешевой и чистой энергии ядерного синтеза могут быть «фатальным отвлечением внимания» от настоятельной необходимости уже сегодня уменьшить выбросы в атмосферу от электростанций, работающих на природном газе и угле.

Наверное, не случайно экспериментальный реактор ядерного синтеза будут строить во Франции, где 59 атомных реакторов обеспечивают 78% национального производства электроэнергии (при среднем мировом показателе доли производства энергии АЭС в 16%). При этом, используя атомные станции в сочетании с гидроэлектростанциями, Франция гарантирует, что лишь 10% производящегося электричества получено от источников, влияющих на климат. А выбросы углекислого газа из расчета на душу населения во Франции гораздо ниже, чем в других странах ЕС, и в три раза меньше, чем в США.