Подмосковье станет "термоядерным"

Россия и Италия заключили соглашение на постройку в подмосковном Троицке уникального термоядерного реактора Ignitor. Достигая точки возгорания — этапа, когда реакция синтеза становится самоподдерживающейся, он не будет требовать постоянного поступления энергии извне. Инновация разработана профессором физики Бруно Коппи, который возглавит проект.

Реактор будет построен с учетом многолетнего опыта исследовательской программы MIT (Массачусетский технологический институт) под названием Alcator, которую также возглавлял Коппи и которая в своей текущей версии (под названием Alcator C-Mod) достигла самого большого в мире магнитного поля и давления плазмы. А это два самых важных параметра, характеризующих производительность ядерного синтеза с магнитным удержанием плазмы. Alcator, кстати, является самым большим термоядерным реактором, построенным институтом.

Самым главным элементом термоядерного реактора является плазма — горячий газ, состоящий из заряженных частиц, таких как ядра атома и электроны. Принцип действия термоядерного реактора, основан на преодолении электростатического отталкивания частиц, — которыми являются чаще всего изотопы водорода, под названием дейтерий и тритий. Под воздействием давления и большой температуры частицы сталкиваются друг с другом и сливаются (это и называется синтезом), — именно при их синтезе, или сливании вместе, образуется огромное количество энергии.

Ignitor будет вдвое больше Alcator C-Mod, конструкция реактора выполнена в форме пончика, имеет 1,3 метра в поперечном сечении и сможет поддерживать еще более сильное магнитное поле. Реактор будет намного меньше по размеру и стоимости, чем большой интернациональный термоядерный реактор под названием ITER (его поперечное сечение составляет 6,2 метра), который строится во Франции. Хотя первоначально ITER был спроектирован для достижения точки возгорания, реактор был уменьшен и в данный момент ученые не рассчитывают на достижение им этого важного рубежа.

Реактор Ignitor, по словам Коппи, будет "очень компактной, недорогой машиной" и, в отличие от более крупного ITER, будет готов к запуску в течение нескольких лет. Его проектируют на основе эффективной комбинации факторов, которые ученые неожиданно обнаружили за многие годы эксплуатации реактора Alcator и которые были позднее подтверждены в экспериментах с другими реакторами. Эти факторы, собранные вместе, позволят создать качественное сдерживание плазмы и очень высокую степень чистоты (примеси в горячих газах могут значительно снизить эффективность работы реактора).

Благодаря новой конструкции, ученые намереваются создать самые высокие плотности потока плазмы (количества электрического тока в заданной части плазмы). Потребуются дополнительные структуры для производства и удержания горящей плазмы, для того, чтобы сделать возможным возгорание, заявил Коппи.

Коппи планирует совершить рабочие встречи с Итальянским министром науки и с Евгением Велиховым, президентом Курчатовского института в Москве и председателем совета ITER. Реактор будет собран в Италии и затем установлен в подмосковном Троицке. Там же, где в данный момент запущен еще один реактор института. Коппи говорит об этих двух программах: "между нами нет соперничества, мы дополняем друг друга".

Хотя ожидается, что термоядерный синтез станет важным источником энергии, ведь эта энергия не загрязняет окружающую среду парниковыми газами, большинство ученых в этой области соглашаются, что практическое применение будет возможным не ранее, чем через двадцать лет.

Запуск реактора Alcator в 1970-х был направлен скорее на благо чистой науки: "Он был спроектирован для моделирования рентгеновских звезд", — рассказал Коппи, который в равной степени работает в областях физики и энергии. Звезды состоят из плазмы и испускают свет благодаря реакции термоядерного синтеза, поэтому единственный возможный путь их детального изучения на атомном уровне — это эксперименты внутри термоядерного реактора.

Роско Вайт, выдающийся исследователь из Принстонской Лаборатории Физики Плазмы, заявил: "цель запуска Ignitor — узнать свойства горящей плазмы. При этом результаты могут быть как положительными, так и не очень. Отрицательный результат — это тоже результат. Никто заранее не знает, что произойдет. Чтобы узнать об этом, мы и проводим эксперимент".

Вячеслав Локацкий