Руководитель проектного офиса по управляемому термоядерному синтезу «Наука и инновации» госкорпорации «Росатом» Андрей Аникеев рассказал об особенностях российского токамака с реакторными технологиями (ТРТ) и объяснил, почему России не нужен еще один термоядерный реактор масштабов ИТЭР.
Задача ИТЭР — быть больше, но сегодня нужны уже другие установки
ИТЭР — проект международного экспериментального термоядерного реактора токамак, который должен продемонстрировать возможность коммерческого использования термоядерной энергии. Гигантская установка строится во Франции. В проекте участвуют десятки стран, в числе которых и Россия.
Проект ИТЭР был задуман в конце прошлого века после экспериментов на JET, крупнейшем токамаке на тот момент. Именно на нем был поставлен важный рекорд по термоядерному «выходу»: синтез давал примерно столько же тепловой энергии, сколько подавалось в плазму.
Тогда известный французский физик Поль Анри Ребю сказал: «Мы будем строить токамак, похожий на JET, только больше по всем параметрам». А именно в пять раз больше. Потому что, по расчетам, при увеличении «выхода» в пять раз должен произойти эффект зажигания: сам термоядерный синтез в плазме будет поддерживать ее достаточно горячей для дальнейшего синтеза. Раз не нужно будет тратить энергию на подогрев, то энергия от синтеза станет бесплатной.
«Если вы ставите целью построить что-то, что уже было, только больше, то у вас больше и получится. У нас действительно есть уверенность, что ИТЭР даст все те параметры, что нам нужны. <..> Просто нужны уже другие установки, которые будут не подтверждать возможность положительного термоядерного «выхода», а добиваться похожих результатов меньшими средствами. <..> Конкретно в России речь идет о токамаке с реакторными технологиями (ТРТ). <..> Размеры токамака будут уже радикально меньше», — прокомментировал Андрей Аникеев.
По словам эксперта, «решения ИТЭР — они для демонстрационного реактора, а не для термоядерной энергетики будущего». Российская установка позволит отработать новые технологические решения для компактных реакторов.
«Если технология ИТЭР — передний край современных технологий, то ТРТ — их острие. Речь идет о настоящем прорыве в термоядерных реакторных технологиях», — отметил Андрей Аникеев.
Токамак с реакторными технологиями (ТРТ)
Разработка российской установки ТРТ ведется в рамках федерального проекта «Технологии термоядерной энергетики» национального проекта технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии». Строительство планируется начать в 2027 году на площадке в Научном институте «Росатома» в Троицке.
Андрей Аникеев выделил следующие ключевые отличия ТРТ от ранее созданных реакторов:
- Повышенное до 8 Тл магнитное поле в плазме, за счет использования в катушках ТРТ высокотемпературного сверхпроводника.
- Как следствие — выше частоты для систем нагрева на электронном и ионном циклотронных резонансах (нужны новые разработки).
- Принципиально новая первая стенка, а потенциально — удастся отработать несколько вариантов первой стенки.
- Инновационные технологии дивертора — специального отсека токамака, куда стекают мощные потоки плазмы.
- В перспективе — отработка прямой рекуперации энергии, то есть прямого получения электричества от плазмы, «стекающей» на электроды.
Когда мы перейдем к термоядерной энергетике?
«Чистый термояд» как практичная отрасль энергетики появится — это мое личное мнение — скорее, в XXII веке, потому что на этом пути еще немало сложностей. А вот гибридный, где термоядерные реакторы нарабатывают топливо для обычных, можно начинать строить буквально прямо сейчас. Да, на этом пути необходимо выполнить ряд исследований и разработок, но они могут быть реализованы уже к середине этого века», — дал прогноз Андрей Аникеев.
Как отметил эксперт, прочный фундамент под термоядерную энергетику нужно строить уже сегодня. И речь не только про материалы и технологии, но и про ученых.
«Иметь передовой реактор важно, потому что если у вас молодые ученые не работают на принципиально новых машинах, то вы теряете интерес, затем и компетентность, отстаете от остальных. Это влияет в том числе на решения других молодых ученых — они ведь могут уехать куда-то, где лучше машины, на которых они смогут приобрести действительно передовой опыт», — отметил Андрей Аникеев.
Читайте полное интервью с Андреем Аникеевым: Зажечь Солнце на Земле: как Россия в одиночку строит свой ИТЭР
Подписывайтесь на наш канал и следите за новостями российской науки!
Присоединяйтесь к команде научного блока «Росатома», актуальные вакансии – на карьерном портале.