Синтез замість розпаду

Проект зі створення експериментального реактора ядерного синтезу було підписано наприкінці листопада в Парижі. Таким чином міжнародний консорціум у складі країн Європейського Союзу, Індії, Китаю, Росії, США, Південної Кореї та Японії дав добро на здійснення найбільшого в історії проекту міжнародного співробітництва: тривалістю в десять років і вартістю в 10 млрд. євро.

Міжнародний термоядерний експериментальний реактор — ITER — покликаний знайти шлях вироблення безпечної та чистої енергії майбутнього. І у разі успіху може стати практично безмежним джерелом енергії.

На відміну від звичайних атомних реакторів, на яких енергія утворюється в результаті реакції ядерного розпаду, ITER генеруватиме енергію за типом термоядерних реакцій, що відбуваються на Сонці. А саме: використовуватиме енергію тепла, яке виділяється при злитті атомів дейтерію (важкого водню), який легко видобути з морської води, і тритію, одержуваного з літію — металу, котрий часто зустрічається в природі.

Ініціатори проекту стверджують, що енергія синтезу буде чистішою і безпечнішою за електроенергію, вироблену на сьогоднішніх реакторах розпаду. Також у цього джерела енергії будуть значно нижчі викиди в атмосферу вуглекислого газу, що дуже важливо для вирішення проблеми глобального потепління. Вважається, що навіть радіоактивні відходи реакторів синтезу будуть безпечнішими і простішими в утилізації, ніж відходи реакторів розпаду. Але найголовніше полягає в тому, що реактор ядерного синтезу зможе виробити так багато енергії, що її вистачить на задоволення потреб усього світу.

Правда, все це — плани на далеке майбутнє. Оскільки організатори ITER заявляють, що навіть при суворому дотриманні розкладу проекту перша комерційна електроенергія від реакторів синтезу може бути доступна для споживачів десь року 2045-го. Технічно здійснення задуманого виглядає дуже і дуже складним. Плазму, у котрій, власне, й відбувається реакція синтезу, потрібно підігріти до 100 млн. градусів Цельсія, а це в кілька разів перевищує температуру на поверхні Сонця. І ця плазма має утримуватися магнітними полями. Реактор ITER на піку виробництва, під час швидкого викиду має виробити 500 мегаватів електроенергії, що в десять разів більше від споживаного ним обсягу енергії.

Однак поки що ці викиди недостатньо періодичні, щоб забезпечувати роботу енергосистеми. І на сьогодні дослідники ядерного синтезу використали значно більше енергії, ніж виробили. Хоча перший експериментальний реактор у Великобританії — Joint European Torus (JET) — показав кращий результат і генерував близько 65% від усієї енергії, витраченої на нього. Тому вчені сподіваються, що ITER усе ж стане сполучною ланкою між експериментами та майбутнім комерційним виробництвом подібних генераторів електроенергії.

Ян Феллс, почесний професор університету Ньюкасл (Великобританія) в інтерв’ю британській Financial Times стверджує, що експериментальний реактор ядерного синтезу необхідний, а вартість самого експерименту відносно невелика порівняно з витратами глобального сектора енергетики. «У синтезу шансів на успіх 50 на 50», — каже він. І додає, що реально джерела енергії людству потрібні значно раніше, аніж може бути отриманий результат від реактора ядерного синтезу. З цієї причини в наступні 20—30 років слід будувати нову серію атомних електростанцій, і «тільки потім на арену вийдуть реактори ядерного синтезу». Тому, до речі, організатори проекту ITER вважають, що наступною стадією буде створення комерційного реактора, який за розмірами вшестеро переважає ITER. І він зможе генерувати вже 1000 мегаватів надійної електроенергії.

Дослідна група міжнародного консорціуму з будівництва ITER узгодила місце будівництва експериментального реактора ядерного синтезу. Це околиці міста Каракаш на півдні Франції в Провансі, що за 160 км від першої французької атомної станції, побудованої в 1950-х роках. Проект ITER перебуває в розробці вже понад 20 років. Вперше його спільно запропонували Рональд Рейган і Михайло Горбачов 1985 року. В грудні 2003-го проект було заморожено, головним чином через те, що країни-учасниці не могли домовитися про місце будівництва. Росія та Китай підтримали пропозицію Євросоюзу про розміщення реактора у Франції, а США, Південна Корея і Японія відстоювали його японську прописку. У результаті тривалих переговорів удалося переконати Японію відмовитися від своїх домагань, надавши їй істотну частину контрактів у рамках проекту. І в липні 2005 року на зустрічі в Москві було підписано декларацію про будівництво ITER.

У жовтні 2006-го в Китаї було проведено 21-шу Конференцію МАГАТЕ з питань ядерного синтезу, в якій взяли участь понад 800 провідних учених і політиків із 50 країн світу. Учасники конференції обговорили основні теми досліджень, які мали бути включені в план успішної експлуатації реактора ядерного синтезу. І нарешті у листопаді 2006-го в Парижі було дано офіційний старт цьому грандіозному проекту.

Звісно, проект ITER має не лише прибічників, а й критиків. Останні зазначають, що теоретичні наробітки вчених і дослідників ще потрібно буде перевірити на практиці, оскільки 30-річна історія розробки реактора ядерного синтезу поки ще не наблизила його до фінішної прямої. А захисники довкілля стверджують, що перспективи отримання дешевої й чистої енергії ядерного синтезу можуть бути «фатальним відволіканням уваги» від нагальної потреби вже сьогодні зменшити викиди в атмосферу від електростанцій, що працюють на природному газі та вугіллі.

Напевно, не випадково експериментальний реактор ядерного синтезу будуватимуть у Франції, де 59 атомних реакторів забезпечують 78% національного виробництва електроенергії (за середнього світового показника частки виробництва енергії АЕС у 16%). При цьому, використовуючи атомні станції в поєднанні з гідроелектростанціями, Франція гарантує, що тільки 10% виробленої електрики отримано від джерел, які впливають на клімат. А викиди вуглекислого газу в розрахунку на душу населення у Франції значно нижчі, ніж в інших країнах ЄС, і втричі менші, ніж у США.