Амбициозный проект ИТЭР: от надежд к реальности
Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР) задумывался как революционный проект, способный обеспечить человечество чистой и практически неисчерпаемой энергией. В его разработке участвуют 35 стран, включая европейские государства, Китай, Россию и США. Изначально планировалось, что строительство реактора в Сен-Поль-ле-Дюранс на юге Франции обойдется в 6 миллиардов долларов, а к 2020 году удастся получить первые энергетические реакции.
Однако реальность оказалась куда сложнее. Проект столкнулся с множеством препятствий, которые привели к значительному увеличению сроков и бюджета. Среди основных проблем - перерасход средств, пандемия COVID-19, коррозия ключевых компонентов, необходимость внесения изменений в конструкцию в последний момент и разногласия с органами ядерной безопасности.
Задержки и перерасход средств: ИТЭР на грани кризиса
Последние новости о проекте ИТЭР неутешительны. Согласно недавним заявлениям, реактор не будет готов еще как минимум десятилетие. Более того, генерация энергетических термоядерных реакций теперь ожидается не ранее 2039 года. Бюджет проекта уже вырос до 20 миллиардов долларов, и ожидается его дальнейшее увеличение еще на 5 миллиардов.
Некоторые эксперты предполагают, что итоговая стоимость может оказаться значительно выше. Журнал Scientific American предупреждает, что ИТЭР рискует стать "самым отложенным и самым дорогим научным проектом в истории". Другие авторитетные издания, такие как Science и Nature, также выражают серьезную обеспокоенность состоянием проекта, отмечая "большие проблемы" и "череду задержек, перерасходов и проблем с управлением".
Конкуренция со стороны частного сектора
На фоне трудностей ИТЭР все большую активность проявляют частные компании, стремящиеся создать термоядерные реакторы в более короткие сроки. Среди наиболее заметных игроков - Tokamak Energy из Оксфорда и Commonwealth Fusion Systems из США. Эксперт по термоядерному синтезу Робби Скотт из Совета по научным и технологическим объектам Великобритании отмечает, что за время реализации проекта ИТЭР появилось множество новых технологий, что создало дополнительные проблемы для международного консорциума.
Технические сложности и изменения в проекте
Создание условий для термоядерного синтеза - задача исключительной сложности. Реактор ИТЭР представляет собой токамак - устройство в форме пончика, использующее мощные магнитные поля для удержания плазмы. Чтобы инициировать реакцию синтеза, необходимо нагреть смесь изотопов водорода - дейтерия и трития - до температур в миллионы градусов Цельсия.
В ходе реализации проекта пришлось столкнуться с множеством непредвиденных проблем. Например, изначально планировалось использовать для футеровки реактора бериллий, но из-за его токсичности было принято решение заменить его вольфрамом. По словам профессора Дэвида Армстронга из Оксфордского университета, это серьезное изменение конструкции было принято на очень позднем этапе.
Кроме того, обнаружились проблемы с совместимостью огромных секций токамака, изготовленных в Корее. Опасения по поводу возможных утечек радиоактивных материалов привели к приостановке строительства французскими ядерными регуляторами.
Влияние пандемии COVID-19
Пандемия коронавируса нанесла серьезный удар по проекту ИТЭР. Генеральный директор Пьетро Барабаски признал, что COVID-19 привел к закрытию заводов-поставщиков, сокращению рабочей силы и вызвал множество сопутствующих проблем, таких как задержки в поставках и трудности с проведением проверок контроля качества.
Альтернативные подходы и прорывы в термоядерном синтезе
Пока ИТЭР сталкивается с трудностями, исследователи, использующие другие подходы к термоядерному синтезу, добиваются значительных успехов. В 2022 году Национальный центр зажигания США в Калифорнии заявил о достижении важной вехи: с помощью лазеров им удалось инициировать реакцию синтеза дейтерия и трития, в результате которой образовались гелий и избыточная энергия - именно то, чего стремится достичь ИТЭР.
Брайан Аппельбе, научный сотрудник по физике в Имперском колледже Лондона, отмечает значительный рост числа частных компаний, работающих над термоядерным синтезом за последние 10 лет. Эти компании обещают добиться результатов быстрее и дешевле, чем ИТЭР, хотя эксперт предупреждает, что некоторые из них могут переоценивать свои возможности.
Будущее проекта ИТЭР: неопределенность и надежды
Несмотря на множество проблем, большинство ученых считают, что у проекта ИТЭР все еще есть потенциал для проведения важных исследований. Например, одним из ключевых направлений является изучение способов получения трития - редкого изотопа водорода, необходимого для термоядерных реакторов. Предполагается, что тритий можно будет производить непосредственно на месте, используя нейтроны, генерируемые реактором, для бомбардировки образцов лития.
Представители ИТЭР отвергают утверждения о том, что проект находится в "больших проблемах" и является рекордсменом по перерасходу средств и задержкам. Они указывают на другие крупные научные и инфраструктурные проекты, такие как Международная космическая станция или железнодорожная линия HS2 в Великобритании, которые также сталкивались с подобными трудностями.
Термоядерная энергетика и борьба с изменением климата
Многие эксперты подчеркивают потенциальную роль термоядерной энергетики в борьбе с изменением климата. Ограниченные выбросы углерода при производстве энергии с помощью термоядерного синтеза могли бы значительно ускорить сокращение парниковых газов в атмосфере.
Однако, как отмечает Аника Хан, научный сотрудник по ядерному синтезу в Университете Манчестера, термоядерная энергетика, вероятно, появится слишком поздно, чтобы помочь в краткосрочной перспективе. Тем не менее, если термоядерные электростанции начнут производить значительные объемы электроэнергии позднее в этом столетии, они могут сыграть решающую роль в долгосрочной борьбе с изменением климата.
В заключение можно сказать, что, несмотря на многочисленные трудности и задержки, проект ИТЭР остается одним из самых амбициозных научных начинаний в истории человечества. Его успех или неудача могут оказать значительное влияние на будущее мировой энергетики и нашу способность противостоять глобальным вызовам, таким как изменение климата. Важно продолжать следить за развитием событий вокруг ИТЭР и других проектов в области термоядерного синтеза, так как они могут определить траекторию развития человечества на десятилетия вперед.
Робин Макки, научный редактор
Если Вам понравилась статья, то поставьте пожалуйста лайк и подпишитесь! ✍ 🤝