Экспериментальный термоядерный реактор, который сейчас строится во Франции, обещает стать самым дорогим научно-техническим сооружением в истории. Неудивительно, что у обывателей возникает множество вопросов, кому и зачем нужна такая дорогая махина, как там всё продвигается и когда уже закончится. В этой заметке попробую ответить на ряд подобных вопросов.
Зачем нужен ITER?
ITER — это самый крупный термоядерный реактор в истории. Его главная задача — показать возможность положительного выхода и отработать все необходимые технологии для промышленного образца.
Самым крупным действующим термоядерным реактором на сегодняшний день является JET, располагающийся в Великобритании. Размеры ITER приблизительно в два раза больше. На JET в 1990-х годах было продемонстрировано «усиление» Q = 0,7, то есть на 23 МВт вложенной мощности он сгенерировал около 16 МВт термоядерной энергии. Получить положительный выход Q > 1 можно только увеличивая размеры реактора, поэтому и было запланировано создание ITER.
На ITER планируют получить 500 МВт термоядерной энергии на 50 МВт вложенной энергии, то есть Q > 10.
Принципиальным для этого станет демонстрация самоподдерживающегося горения, когда энергии, выделяемой в ходе термоядерных реакций в виде альфа-частиц, будет достаточно для поддержания температуры, необходимой для протекания этих реакций. Пока что запускать термояд удавалось только за счёт непрерывного потока энергии извне.
Когда ITER уже заработает?
Сроки запуска реактора неоднократно сдвигались. Связано это как с объективной сложностью проекта и невозможностью заложить все технологические риски, так и с субъективной проблемой плохого менеджмента.
В 2015 году на пост генерального директора ITER был назначен новый человек — Бернар Биго — и дело пошло лучше. Последний анализ, проведённый в 2016 году, показал, что реактор должен быть готов к запуску в 2025 году. Однако запуск на полную мощность с использованием в качестве топлива дейтерий-тритиевой смеси произойдёт не раньше 2035 года.
Сколько ITER стоит?
На этот вопрос невозможно дать точный ответ, поскольку ITER — проект международный, и вклад каждой из стран-участниц оценивается в условных единицах. Этот вклад страны вносят не в виде денег, а в виде оборудования. Из-за особенностей каждой из стран нельзя однозначно перевести условные единицы в цены.
Однако общее впечатление о стоимости ITER может дать следующий факт. Вклад Евросоюза в проект — 45,5 процентов условных единиц. При этом Евросоюз оценивает своё участие в сумму порядка 6,6 млрд евро.
Так что грубо можно утверждать, что ITER стоит около 13 млрд евро.
Насколько ITER опасен для экологии?
В процессе термоядерной реакции выделяются нейтроны, которые способны активировать материалы стенок реактора. К счастью, все продукты такой активации короткоживущи — уже через 100 лет материалы будут доступны для безопасного переиспользования. Пределы реактора продукты реакций покинуть не могут.
Ещё один потенциальный источник риска — тритий, который используется в качестве топлива. Однако его количество на станции будет невелико, поскольку для работы реактора требуется не более 1 г этого вещества в день. Такие объёмы не представляют существенной опасности для экологии.
Будут ли термоядерные реакторы экономически востребованы?
Это сложный вопрос, на который сейчас нельзя дать однозначный ответ. У термоядерных реакторов, однако, есть ряд преимуществ.
В частности, для их работы не требуются ископаемые: ни уголь, ни газ, ни нефть, ни уран.
В отличии от других видов «зелёной» энергии, термояд способен производить большие объёмы электроэнергии и не зависеть от внешних факторов: например, наличия ветра, солнечного излучения или высоких приливов.
Однако объективно оценить экономический потенциал термояда можно будет только после того, как будет построен реактор и станет ясно, какие технологии для него требуются.
Читайте также
Китайский токамак зажёг плазму на рекордные 100 секунд
Почему в Англии термояд не горит во время футбола?
«Термоядерный Давид» наращивает мощь
Подписывайтесь также на канал physħ в Telegram
