За последние три месяца в Международном экспериментальном термоядерном реакторе (ИТЭР), строящемся на юге Франции, был обнаружен ряд технических дефектов в поставленных элементах конструкции, сборка токамака приостановлена, сроки первого запуска реактора будут отодвинуты. Тем не менее, ученые сохраняют оптимизм относительно конечной даты получения дейтерий-тритиевой реакции в 2035 году.
ИТЭР возводится для того, чтобы доказать возможность использования термоядерного синтеза как безопасного, экологически чистого и – главное – практически неисчерпаемого источника энергии. Когда желаемый результат будет получен экспериментально (предполагалось, что это случится в 2035 году), можно будет начинать детальную проработку коммерческих термоядерных электростанций.
Строящийся Международный экспериментальный термоядерный реактор
Но запуск любой установки такого уровня состоит из многих стадий. В токамаке ИТЭР планируется сначала получить «первую плазму» – водородную, затем гелиевую, дейтериевую и только потом дейтерий-тритиевую: именно эта смесь считается самым эффективным топливом для термоядерного реактора в земных условиях. Получение «первой плазмы» было запланировано на 2025 год. Однако в ноябре прошлого года выяснилось, что между секторами вакуумной камеры (ключевого элемента реактора, внутренний объем которого равен 1400 кубометров, внешний диаметр 19,4 м, а вес около 5200 тонн) имеются слишком большие зазоры, и их качественная сварка невозможна.
Внешняя сторона вакуумной камеры активной зоны реактора с тепловым экраном
А в трубках охлаждения теплового экрана (разделяющего горячую и холодную зону реактора) были обнаружены трещины – устранить такой дефект на месте невозможно. Как изменятся в связи с этим сроки строительства и программа научных исследований, пока не ясно, решения по этим вопросам будет принимать Совет ИТЭР, ближайшее заседание которого ожидается весной.
Трещина в трубопроводе системы охлаждения, выявленная рентгеновской установкой
В проекте ИТЭР участвуют страны Евросоюза, Россия, США, Китай, Южная Корея, Индия и Япония. Пять секторов вакуумной камеры строит Евросоюз, четыре – Южная Корея; кто допустил просчет – пока не сообщается. Россия, которая должна в общей сложности подготовить для ИТЭР 25 систем, продолжает сотрудничество с проектом, несмотря на санкции, усложняющие логистику. Более того, все системы поставляются из России в срок и надлежащего качества.
Юрий Гаспарян, доцент НИЯУ МИФИ, и.о. заведующего кафедрой физики плазмы, на которой ведутся разработки для ИТЭР, считает, что не следует терять оптимизма относительно сроков конечной даты получения дейтерий-тритиевой реакции в 2035 году.
«Главное, что эти ошибки случились на начальной стадии сборки токамака, и их причины учтут на следующих этапах – куда хуже, если бы проблемы были выявлены уже в готовом объекте, – рассказывает Юрий Гаспарян. – Сам срок запуска «первой плазмы» – это условное понятие, означающее, что установка собрана в минимальной конфигурации и в ней производятся первые запуски».
На НИЯУ МИФИ возложена и подготовка научных кадров для работы в ИТЭР, и даже если сроки немного отодвинутся, это даст больше времени на решение этой задачи. Самый крупный контракт ядерного университета с ИТЭР – разработка системы сбора и диагностики пыли (продуктов эрозии стенок) в реакторе, которая также не требуется при первых запусках установки.
«Выявленные конструктивные и вытекающие из них организационные проблемы не повлияют на то, что делается в МИФИ для этого проекта, – подчеркнул Юрий Гаспарян. – Многие полагают, что будет уплотнена программа исследований между «первой плазмой» и дейтерий-тритиевой, наверное, чем-то придется пожертвовать. Но самое важное, что проект уже стал осязаемым – основные элементы изготовлены, бóльшая часть инфраструктуры готова, началась сборка, и если что-то придется даже изготовить заново – это не страшно, так как все технологии уже отработаны. Технические трудности бывали в ИТЭР и раньше, возможно, что подобные ситуации будут возникать и в будущем – объект слишком крупный и сложный, чтобы все получалось с первого раза идеально. Запуск если и отодвинут, то года на два. Но в любом случае – уже идет сборка непосредственно токамака, он уже есть, его можно потрогать, а еще совсем недавно его строительство казалось чем-то чуть ли не из области фантастики».
