Свершилось! Все циники и снобы, моральные уроды и законченные пессимисты, предрекавшее человечеству скоротечную гибель под
километровым слоем радиоактивного дерьма, могут смело браться за руки и прыгать с высокого утёса. Человечество в очередной
раз доказало, что время от времени рождает гениальных людей (а не только таких как Деймос) и приступило к созданию
экспериментального термоядерного реактора во Франции. Через 10 лет этот реактор сможет обеспечить
электроэнергией полевропы, а самое главное - покажет человечеству путь к благодатному спасению. Как ни крути, а другие
энергетические ресурсы уже начинают заканчиваться. Одни только цены на нефть растут как помидоры-мутанты! Так что самое
выгодное вложение денег - нефть. По крайне мере в ближайшие 10-15 лет, когда мировая цивилизация докачает последние капли
драгоценного топлива. Если к тому времени Ходорковский выйдет из тюрьмы,
то получит все шансы стать самым богатым человеком в
мире. Самый богатый человек планеты - уголовник, у-ха-ха! Только сильно это ему не поможет, потому что через 20 лет нефть закончится точно, особенно
если США будет каждые 10 лет бомбить Персидский Залив. Газ тоже практически весь выкачают. Останется только древесный уголь,
ну и само собой - жуткие Атомные Электростанции, которых понастроят в целях спасти человечество. Тут уж какие-нибудь дети
Бен Ладена точно вмажут самолётом по кумполу станции. Судя по всему это будет только началом.
Есть маза, что пипл не хочет такого "светлого будущего" и задумался о создании альтернативных источников энергии. Если рассматривать
ситуацию конкретно в нашей акватории, картина получается не слишком обнадёживающей. Солнечные батареи не подходят для
климата; геотермальные станции только на Камчатке; ветряки разве что в горах; гидроэлектростанции на Урале и в Сибири. А
Европейская территория пролетает. Но мир будет спасён - и это не сон!
Кусочек солнца
По сравнению с обычными атомными
реакторами, термоядерный реактор обладает существенными преимуществами. Так, в качестве
источника энергии может использоваться морская вода. В результате работы - в отличие от теплостанций - в атмосферу не
выбрасывается вредные углекислые газы. А по сравнению с АЭС термоядерный реактор не будет оставлять после себя вредных
радиоактивных отходов. Идея создания термоядерного реактора зародилась в 1950-х годах и основывалась на работах советских физиков Сахарова и
Тамма. 29-летний Сахаров в 1950 году предложил использовать для этого реакцию управляемого термоядерного синтеза в плазме,
удерживаемой в магнитной ловушке специального вида. Реактор, который, возможно, запустят в 2015 году, будет именно таким.
Идея Тамма и Сахарова - попытка поспорить с популярной историей об Эдисоне, возмущавшемся рецептом "растворителя всего".
Такое вещество, по мнению изобретателя-практика, нельзя было бы заключить ни в какой сосуд. Это справедливо и в отношении
высокотемпературной плазмы - чтобы в ней протекал термоядерный синтез, нужны десятки миллионов градусов, а материалов,
способных выдержать такую температуру, не существует. Тогда от нее было решено отказаться, поскольку ученые были не в
состоянии решить множество технических проблем.
Прошло несколько десятилетий прежде, чем ученым удалось "заставить" реактор произвести хоть сколько-нибудь термоядерной
энергии. Если проект TER (термоядерный экспериментальный реактор, а не тараканы это роботы!) завершится успешно, то вскоре в
мире может появиться первая в истории термоядерная электростанция. По оценкам ученых, на исследования и строительство будет
потрачено около 4,5 миллиардов долларов. Конечной целью этой затеи является получение источника колоссального количества электроэнергии. Укрощённая реакция
термоядерного синтеза гораздо безопаснее, нежели реакция ядерного расщепления, которая протекает в реакторах на атомных
электростанциях. Единственным побочным продуктом становится инертный газ гелий, никаких вам радиоактивных отходов и прочей
мерзости. К тому же, если авария на атомной электростанции грозит атомным взрывом, то ничего подобного с реактором
термоядерного синтеза произойти не может, поскольку в реакции участвует только очень небольшое количество топлива. Однако,
насколько управляемая термоядерная реакция безопаснее, настолько же её трудно искусственно обратить на мирные нужды.
Скептики полагают, что пройдёт ещё не менее тридцати лет, прежде чем это удастся осуществить. Дело в том, что даже кусочек
солнца размером с почтовую марку и светимостью в 1 000 000 свечей просто негде удержать! Он расплавляет все
известные современной цивилизации материалы за секунды.
Альтернативная история
То, что идеи термоядерного реактора были заложены российской школой физики, понимают только в России. На Западе существует
совершенно другая теория, там ТЭР могут собрать хоть школьники! Так, например, по сводкам ИНОСМИ Крейг Уоллес,
студент-первокурсник Университета штата Айдахо, решил задачу удержания ионной плазмы в ограниченном пространстве пользуясь
чертежами, которым уже более полувека. В ходе странствий по Интернету Уоллес наткнулся на несколько сайтов, где
рассказывалось об опытах некоего Фило Фарнсуорта, коему тоже удалось в своё время собрать работающий реактор термоядерного
синтеза.
Вообще Фарнсуорт по праву считается одним из изобретателей телевидения. В 1920-е годы он действительно изобрёл прототип
современных электронных телеприёмников, и получил на этом массу неприятностей с господином Сарноффом главой американской
корпорации-монополиста RCA. В 50-е годы прошлого столетия Фарнсуорт якобы предложил решение одной из наиболее ключевых
проблем использования термоядерного синтеза в мирных целях. Упрощённо, речь шла о том, каким образом удерживать раскалённую
плазму и атомные частицы на расстоянии, при котором начинается слияние (синтез) ядер. Его подход получил название
"инерциальное электростатическое удержание". В установках этого типа ионы разгоняются радиальным электрическим полем и
сталкиваются в центре сферической камеры. Но Фарнсуорту не удалось не только создать установку, которая производила бы
больше энергии, нежели потребляла сама, но и доказать или опровергнуть некоторые свои теории и выкладки, так что его работа
осталась незавершённой.
Нельзя сказать, чтобы установка Уоллеса была бы завершением труда Фарнсуорта. Увы, реактор термоядерного синтеза,
построенный Уоллесом, тоже выдаёт очень незначительное количество энергии.
Однако сам факт, что школьник, собрав буквально по свалкам, запчасти смог создать прибор, внутри которого протекает
реакция, сродни той, что происходит на Солнце это есть нечто, казавшееся ранее невозможным, и вызывающее определённые
сомнения (ну в Америке всё вызывает сомнения, достаточно вспомнить известный клип "Раммштайн").
На свалке в Айдахо Фолс он нашли нейтронный детектор. Из нескольких сотен пустых болванок Крейг собрал нейтронный модулятор
(замедлитель). На задворках фабрики Deseret Industries отыскался сломанный турбомолекулярный насос. Поскольку финансовое
состояние семьи Уоллесов не позволяло им купить дорогой чистый дейтерий, пришлось приобрести за в $20 контейнер оксида
дейтерия (также известного под названием "тяжёлая вода"), и
найти способ как избавиться от нежелательного кислорода,
пропустив тяжёлую воду через раскалённые магниевые опилки.
Неплохо для любителя, который, собственно, считает себя скорее механиком, чем учёным точно так же, как и Фило Фарнсуорт.
Два года ушло на поиск необходимых запчастей, шесть месяцев на сборку. И вот устройство, оснащённое вакуумным насосом,
красуется на столе. Встроенная в аппарат камера показывает на мониторе, что происходит внутри: светящееся облако газа внутри
металлической спирали. В этом светящемся облаке ионы дейтерия (изотопа водорода с протоном и нейтроном в ядре, вместо одного протона, как у
обычного водорода) сталкиваются и время от времени сливаются. При каждом таком слиянии происходит выделение нейтрона.
Аппарат лишён какой-либо защитной оболочки да в ней и нет никакой необходимости: реактор выделяет 36 нейтронов в минуту.
Радиация в салоне реактивного самолёта и та намного выше.
И хотя как источник питания он не годится, как инструмент для научных изысканий, связанных с нейтронами, он просто
бесценен. По всей стране таких приборов насчитывается всего лишь около 30 штук, и все в закромах крупнейших научных лабораторий.
В том, что эта штука работает, и что это всамделишный термоядерный реактор, убедились и все сотрудники физического
факультета Университета штата Юта и многие другие учёные.
Удержим и передержим!
Термин "токамак" (ТОроидальная КАмера с Магнитными Катушками) придумали Игорь Головин и Натан Явлинский, которые (вместе с
Львом Арцимовичем) сумели изготовить в Курчатовском институте первый образец термоядерного реактора. Внутри него разогретая
индукционными токами плазма перемещалась в поле сверхсильных магнитов, не касаясь стенок камеры.
Проблема состояла в том, чтобы заставить ядра сблизиться на достаточно малое расстояние. Сверхвысокое давление,
обеспечивающее это в звездах, объясняется невозможной на Земле силой притяжения. Нужное сжатие обеспечивал и "обычный"
ядерный взрыв, и на этом была основана водородная бомба, успешные испытания которой сделали одного из авторов токамака,
Андрея Сахарова, академиком в 32 года. Сделать процесс управляемым оказалось намного труднее.
В конце 1960-х годов экспериментаторы добились плотностей и температур, необходимых для термоядерного синтеза. Речь шла о
процессе, обратном тому, который протекает внутри обычных ядерных реакторов. Во втором случае энергия выделяется при распаде
тяжелых ядер, тогда как в первом - при слиянии легких. Например, дейтерия и трития: физикам было известно, что именно этим
обусловлено свечение большинства звезд, но неясно, как воспроизвести "звездный" процесс на Земле.
Американские исследователи Хирш и Фармсворт сумели продемонстрировать первую искусственную термоядерную реакцию в 1967
году. Они использовали предварительно разогнанные частицы, которые разогревали ионизированный газ и увеличивали давление в
нем. Тем не менее, до строительства термоядерных электростанций было еще очень далеко: поддержание температуры плазмы
требовало больших мощностей, чем могла дать сама реакция. Несмотря на это, токамаки возникали повсеместно, и "центр тяжести"
исследований переместился на Запад. Игорь Тамм умер в 1971 году, а Андрей Сахаров после публикации "Размышлений о мирном
сосуществовании" был отстранен от секретных работ тремя годами раньше.
В 1983 году в Великобритании построили реактор JET (Joint European Torus), а в 1982 началась сборка Tore Supra во
французском Карадаше - там же, где, согласно решению международной комиссии, построится международный ядерный проект. Два
года спустя Япония стала обладательницей токамака JT-60. Но так называемый критерий Лоусона, при выполнении которого
выделяется больше энергии, чем расходуется, так и не был достигнут ни на одном из устройств.
Чтобы обеспечить всех дешевой и безопасной энергией, требовались серьезные затраты. Оценка их масштабов заставила
представителей нескольких государств затеять совместный проект - Международный эспериментальный ядерный реактор. Первым с
таким предложением выступил глава СССР, Михаил Горбачев, в 1985 году. Европа, США, Япония и Канада заявили о готовности
сотрудничать. В 1992 году, после того как цели были сформулированы, началось уточнение технических деталей. В то время, когда германские
и японские ученые уже занимались разработкой самого реактора, возникли разногласия по поводу того, где его строить. В самом
начале предпочтительной считалась канадская территория: там сосредоточены серьезные запасы трития - самого труднодоступного
компонента ядерного топлива. Долгое время он накапливался в качестве побочного продукта работы энергетических реакторов
CANDU. Тритий сильно радиоактивен - период его полураспада составляет всего 12 лет (это намного меньше, чем, например, у
урана-235, из которого состоят топливные элементы большинства АЭС), поэтому его транспортировка, тем более через океан, была
бы связана с техническими трудностями и наверняка вызвала бы протесты экологов. Впрочем, тритий можно получать и из
распространенного элемента лития. Аргументами в пользу других мест служила уже развернутая там атомная инфраструктура. Рядом с будущим реактором должна
находиться "обычная" электростанция, с помощью которой будут разогревать плазму до требуемой температуры. Учитывались, кроме
того, особенности ландшафта, легкость доставки материалов, захоронения отходов и готовность специалистов отправиться на
новую "площадку". Среди кандидатур числились Роккасё в японской префектуре Аомори, Ванделлос в Испании и Кадараш во Франции. Последние две
принадлежали членам Евросоюза, и перед участием в общем конкурсе необходимо было определиться, что выбрать. Компромисс был
найден в конце 2003 года: Испания уступила Франции право построить у себя реактор - в обмен на размещения у себя европейской
штаб-квартиры проекта. Таким образом, до последнего обсуждения дошли только два претендента.
Победителем стал Кадараш, который некоторые из российских экспертов успели назвать "французской Дубной". Небольшой город
невдалеке от Марселя вполне соответствует представлениям о "наукограде". С 1988 там работает токамак на сверхпроводниковых
магнитах, родственный будущему реактору. В Кадараше есть атомная электростанция и исследовательский центр - то, что нужно
серьезному термоядерному реактору для жизни.
Вместе с рабочими местами, которые проект обеспечит на много лет вперед, Евросоюз приобрел обязанность взять на себя
половину всех расходов. Как заявили участники совещания, стоимость строительства составит не менее 5 миллиардов долларов, и
во столько же обойдется его использование в течение нескольких лет. Александр Румянцев, глава Министерства атомной энергии
РФ, сообщил, что Россия компенсирует десятую часть затрат. Причем - не обязательно в денежном эквиваленте: российские ученые
изготовят, например, одну из главных деталей реактора - сверхпроводящие магниты.
ITER (название которого, кстати, переводится с латыни как "шаг") будет вырабатывать 7 миллиардов киловатт-часов в год.
Продукты реакции - инертный гелий и нейтроны, которые легко нейтрализовать. Требования к ресурсам - скромны: 100 граммов
дейтерия и три тонны лития в год. Значение для современной цивилизации - сложно переоценить. Возможно ли постройка подобной
фиговины в России? Если прибыль от нефти прямо сейчас направить на проект вполне вероятно, что через 10-15 лет у России
будет свой собственный термоядерный реактор...
