НИИЭФА. Команда им. Д. В. Ефремова
Специалисты института НИИЭФА им. Д.В. Ефремова закончили работу над одной из важнейших частей экспериментального термоядерного реактора ITER и отправили ее во французский Прованс, где собирают эту уникальную установку. International Thermonuclear Experimental Reactor — один из крупнейших международных проектов, в котором участвует более десятка государств, включая РФ, США, Японию и страны Европы. Если запуск реактора будет успешным, человечество может получить технологию выработки экологически чистой энергии из почти неограниченного источника. В Петербурге над оборудованием для ITER, среди прочих, работали главный инженер проекта Андрей Медников, ведущий исследователь Алексей Березовский, замначальника Андрей Бурсиков, инженер-исследователь Александра Сисемова, ведущий исследователь Дмитрий Глушаев, слесарь Анатолий Мельник.
Как в СССР придумали термоядерные реакторы...
Давайте начнем с простого! НИИЭФА помогает строить термоядерный реактор ITER. Что это вообще такое и как родился этот проект?
МЕДНИКОВ: Идея получить электричество из термоядерного синтеза появилась в СССР около 70 лет назад. Тогда была придумана машина, в которой планировалось удерживать раскаленную плазму и преобразовывать выделенную ею нейтронную энергию в киловатт-часы. Однако эта реакция крайне сложная и нестабильная, для нее нужно создать очень специфические условия. Поэтому во время первых экспериментов в прошлом веке она длилась всего миллисекунды, а выделяемая энергия была совсем незначительной. ITER должен стать первой установкой, в которой реакция будет длиться около 10 минут и приведет к выделению до 500 мегаватт, что уже сопоставимо с производительностью энергоблока современной атомной станции.
А после на основе этой технологии должны быть построены уже коммерческие электростанции.
А в чем отличие термоядерной от ядерной реакции?
МЕДНИКОВ: В физическом принципе. В реакторе АЭС происходит деление радиоактивных «тяжелых» элементов, таких как уран, торий и плутоний. В результате деления получается поток нейтронов, который преобразуется в тепловую энергию и затем в электричество. А в термоядерной реакции используются, наоборот, легкие элементы из верхней части таблицы Менделеева. При определенных, очень сложных условиях они сливаются и также выделяют поток нейтронов, который можно преобразовать в энергию аналогично АЭС.
А в чем смысл? Если реакция настолько сложная, что ее не удается «покорить» 70 лет, почему ученые все еще пытаются это сделать?
МЕДНИКОВ: Чтобы работала современная АЭС, необходимы сотни тонн обогащенного урана. При этом в ходе реакции сгорают буквально несколько процентов этого очень радиоактивного топлива, остальное надо обогащать заново или утилизировать, что грязно, дорого и неэкологично.
Термоядерная реакция излучает радиацию, только пока топливо горит внутри реактора. Как только этот процесс заканчивается, радиоактивность пропадает, если не считать облученных элементов в самой установке. Однако их все равно не сравнить с тысячами тонн урана, которые лежат в основе ядерной энергетики.
Ну и, наконец, само топливо — водород и его изотопы дейтерий и тритий. Эти элементы легко найти в атмосфере или воде. Их остается только выделить и отфильтровать.