Мегапроекты человечества: термоядерный реактор ITER и энергия звезд на Земле ~ Все и ничего

Наталия Киеня

Журналист, редактор. Знаю испанский, английский и латышский. В свободное время играю на кельтской арфе.

К 2030 году энергетические потребности человечества вырастут на 50-60%. Чтобы обеспечить такой рост и не погубить при этом экосистему планеты, необходимы новые методы получения энергии. Одним из них может стать термоядерный синтез: процесс слияния атомных ядер, который в природе происходит на Солнце и других звездах. Во Франции уже ведется строительство экспериментального термоядерного реактора ITER. T&P выяснили, зачем нужен проект и насколько он безопасен.

Международный экспериментальный термоядерный реактор (International Thermonuclear Experimental Reactor, или ITER) — смелый проект, призванный продемонстрировать возможности термоядерного синтеза как способа научиться жить без вредных выбросов ТЭС и обеспечить энергией растущее население Земли. Первоначально название объекта было аббревиатурой, но сейчас оно официально считается словом. На латыни «iter» означает «путь».
Коренное отличие ITER от обычных ядерных реакторов заключается в том, что здесь протекает процесс слияния атомных ядер водорода, а не их расщепления. По сравнению с цепной ядерной реакцией, которая используется на традиционных АЭС и в водородных бомбах, он считается гораздо более управляемым. В природе термоядерный синтез протекает на Солнце и других звездах. Именно он, по сути, дал нашей планете все, что у нее есть.

Строительство ITER началось в 2012 году, во Франции, в 60 километрах от Марселя. Меньше чем за год специалисты возвели фундамент, площадку для горячей камеры токамака (огромной тороидальной установки для магнитного удержания плазмы), построили энергетическую подстанцию и два вспомогательных здания. Первоначально работы планировалось завершить к 2016 году, однако затем сроки сдвинулись. Сегодня руководство компании планирует закончить строительство в 2023 году. Проект потребует инвестиций в размере 13 миллиардов евро и позволит создать 3000 рабочих мест. Наряду со странами Евросоюза, его финансируют еще шесть государств: Россия, Китай, Южная Корея, США, Индия и Япония. ITER не первый экспериментальный термоядерный реактор в европейской практике. Его аналог под названием «Совместный европейский тор» (впрочем, гораздо более скромный), находится возле города Кулэма, в Великобритании, и работает с 1983 года.
Технология термоядерного синтеза имеет ряд преимуществ по сравнению с технологией использования цепной ядерной реакции. В термоядерном реакторе гелий, который является побочным продуктом процесса, не становится радиоактивным. Кроме того, для работы реактора не нужен редкий и дорогостоящий уран. Вместо него используются дейтерий и литий, которые в огромных количествах встречаются в море и на суше. Минусом «Совместного европейского тора» при этом является то, что он не способен производить больше энергии, чем потребляет. ITER, разумеется, позволит ученым решить эту проблему: по расчетам, он будет куда мощнее своего «младшего брата».

Карлос Алехальдре, глава службы безопасности и качества работы ITER

Главная опасность использования термоядерного реактора заключается в том, что тритий, наряду с другими элементами, которые выделяются во время реакции, будет находиться в замкнутом пространстве. Для того чтобы сдерживать его, мы построим заградительные сооружения и примем различные дополнительные меры. Риск в работе ITER я бы оценил как разумный, возможный и не выходящий за рамки доступного нам контроля. Даже в случае землетрясения на термоядерной электростанции не может произойти такая авария, как, например, на «Фукусиме», поскольку любой сбой в ходе реакции приводит к тому, что она попросту угасает.
Коммерческие реакторы термоядерного синтеза могут появиться на Земле не раньше, чем через 50 лет. Я знаю, что не увижу, как это произойдет. Все, кто сегодня работает над технологией ITER, знают, что не смогут стать свидетелями начала ее массового применения. Тем не менее, мы убеждены в необходимости трудиться над тем, что может стать поворотным моментом в истории человечества. Честно говоря, я очень надеюсь, что меня пригласят взглянуть на первый вброс плазмы в токамак, если только я все еще буду жив к этому моменту

Использовать ITER в коммерческих целях c момента его запуска в эксплуатацию будет затруднительно. Когда экспериментальный реактор начнет свою работу, специалисты смогут включать его лишь на час, а затем реакция будет затухать. По сравнению с прошлым энергетики термоядерного синтеза это большой шаг вперед, поскольку до сих пор длительность реакции не превышала нескольких секунд. Но для коммерческой эксплуатации термоядерный реактор должен функционировать постоянно. Такие устройства человечеству еще только предстоит построить, но именно ITER станет ключевом элементом энергетической эволюции будущего.
30 октября, 2013 год