В свое время мы уделяли немало внимания теме термоядерного синтеза. Повод был основательный. Лет десять назад, в связи со стартом программы ИТЭР, об этом говорилось очень много. Новосибирск и конкретно – Новосибирский научный центр, – также был вовлечен в термоядерную тематику. Например, Институт ядерной физики СО РАН совместно с Институтом химии твердого тела и механохимии СО РАН участвовали в одном международном проекте, работая над материалом для термоядерного реактора. В принципе, аспектов здесь было много.
Большой интерес к этой теме, как ни странно, подогревал Институт геологии и минералогии СО РАН, где освоили технологию выращивания LBO-кристаллов. По словам директора Института академика Николая Похиленко, нелинейные кристаллы используются в лазерных технологиях, а лазеры, в свою очередь, применяются в лабораториях, где как раз «химичат» с термоядерным синтезом. Так вот, нелинейные кристаллы (конкретно – LBO-кристаллы) позволяют создать мощнейший концентрированный пучок энергии, способный вызвать управляемую термоядерную реакцию.
Чуть позже, общаясь с сотрудниками лаборатории, где выращивались LBO-кристаллы, я обнаружил, что их творческий энтузиазм очень сильно стимулируется этой самой термоядерной темой. По крайней мере, некоторые из них внимательно отслеживали зарубежные публикации, где говорилось о подобных экспериментах. Мне даже показали отчет Ливерморской национальной лаборатории Министерства энергетики США, где как раз работали по теме термоядерного синтеза. Если верить тому отчету, то американцы были уже чуть ли не в одном шаге от реализации заветной мечты. Осталось, что называется, еще немного поднажать, и человечество вступит в новую термоядерную эпоху, где уже не будет места нефтегазовым гигантам. Как меня уверял один из сотрудников ИГМ СО РАН, двухкилограммовая шайба из LBO-кристалла позволит добиться нужных параметров для пучка энергии, направляемой на мишень. Но для этого требовалось вырастить совершенно чистый кристалл соизмеримой величины, что было пока что не так-то просто. Тем не менее, путь в будущее казался совершенно ясным, а перспективы – очень вдохновляющими.
С тех много чего поменялось, и далеко не всё – в лучшую сторону. Из-за напряженной международной обстановки тема термоядерных реакторов отошла куда-то на задний план и уже не кажется такой актуальной и волнующей, как это было десять лет назад. И всё же проблема овладения термоядерной энергией не снята с повестки. Работы в этом направлении продолжаются. Мало того, нам снова говорят об успехах.
Так, буквально в декабре прошлого года министр энергетики США Дженнифер Грэнхольм заявила об очередном прорыве в работе над термоядерным синтезом. Якобы ученым национальной лаборатории в Ливерморе (где, как мы сказали, давно уже осуществляются такие эксперименты) удалось получить больше энергии в результате термоядерного синтеза, чем ее было затрачено на его запуск. Как выясняется, у Белого дома весьма оптимистичный взгляд на развитие данной темы. По словам министра, президент Байден рассчитывает получить первый коммерческий термоядерный реактор уже через десять лет, то есть к 2032 году! Судя по всему, в Министерстве энергетики разделяют этот оптимизм, поскольку сама Дженнифер Грэнхольм считает, что с технической точки зрения это вполне можно осуществить уже в ближайшее время.
Однако сами ученые из Ливерморской лаборатории к таким заявлениям со стороны представителей власти относятся весьма сдержанно. По их мнению, озвученный министром график является слишком оптимистичным. Вероятно, считают они, потребуется еще не одно десятилетие, чтобы лабораторные эксперименты воплотились в коммерческой термоядерной электростанции. Препятствием здесь служит не только недостаточный объем научных исследований, но и некоторые недоработки технологического плана. Чтобы воплотить мечту в жизнь, необходимо потратить еще несколько десятилетий для соответствующих экспериментальных работ по совершенствованию базовых технологий, утверждает представитель лаборатории. На его взгляд, значение сегодняшних успехов в том, что они стимулируют создание необходимой индустрии для термоядерного синтеза. Но чтобы довести дело до конца, необходимы адекватные инвестиции и серьезное внимание к данной теме.
Как шутят сами физики по этому поводу, до термоядерного синтеза осталось тридцать лет, и так будет всегда! Тем не менее, мало кто из них открыто оспаривает актуальность работы в этом направлении, даже невзирая на солидные затраты. Причем в наши дни, когда многие государства провозгласили реализацию климатических целей, актуальность поиска такого «чистого» источника энергии выросла многократно. Напомним, что программа ИТЭР, в которой принимают участие 35 стран и затраты на которую оцениваются на уровне 25 миллиардов долларов, обещает первый реально работающий термоядерный реактор уже к 2035 году.
Однако это не единственный масштабный проект такого рода. Не менее трех десятков компаний решают сейчас те же задачи, выступая в роли конкурентов ИТЭР. В числе инвесторов, вкладывающих средства в альтернативные «термоядерные» стартапы, числятся такие известные миллиардеры, как Джефф Безос и Билл Гейтс. В общей сложности для реализации этих стартапов к 2019 году было привлечено около 5 миллиардов долларов. В 2022 году инвестиции должны были удвоиться. Инвесторы надеются, что им удастся выйти на начало генерации термоядерной энергии раньше ИТЭР. Для этих целей используются новейшие технологии для ускоренной разработки реакторов, куда входит, например, широкое использование 3D-печати. Это дает возможность инженерам оперативно тестировать новые модели, в то время как искусственный интеллект позволяет детально оценить, что должно произойти внутри реактора.
Участие частного бизнеса в таких проектах наглядно показывает искреннюю веру современного человека в неумолимый прогресс технологий. И смеем предположить, что если через тридцать лет мы так и не овладеем термоядерным синтезом, попытки повторятся вновь. Поэтому неудивительно, что работы в этом направлении не утихают по сей день, и чуть ли не каждый год мы получаем сообщения об очередных «прорывах». На этом фоне правительства разных стран принимают соответствующие программы по созданию термоядерных установок. Так, Китай, будучи участников ИТЭР, параллельно разрабатывает собственный термоядерный реактор, который там надеются запустить к 2040 году.
Такие же планы вынашивает и правительство Великобритании, намереваясь к 2040 году построить собственный прототип термоядерной установки в рамках движения к нулевым выбросам (видимо, масштабные проекты по строительству гигантских офшорных ветряков оказались недостаточными). Как заявляет британское Министерство бизнеса, энергетики и промышленных стратегий, Великобритания является мировым лидером в области термоядерной науки и технологий, и в настоящее время намерена создать соответствующую индустрию, работающую на «экологически чистой энергии». На эти цели уже направлен миллиард фунтов стерлингов.
Столь обнадеживающие заявления появились вслед за упомянутым декабрьским заявлением Министерства энергетики США о важном прорыве ученых из Ливермора. Англичане, со своей стороны, движутся несколько другим путем, что только создает дополнительную интригу для сторонних наблюдателей.
В общем, глобальное «термоядерное» соревнование налицо. Правда, вопрос даже не в том, кто здесь окажется первым. Вопрос в том, будет ли достигнута поставленная цель вообще. Понятно, что физики-ядерщики кровно заинтересованы в развитии термоядерной тематики, поскольку это их хлеб. Однако вряд ли мы может считать, будто по данному вопросу в научном сообществе сложился абсолютный консенсус. Как это ни печально, но полного согласия нет даже в среде физиков. Специалисты, работающие с ископаемым топливом, выказывают довольно скептическое отношение к «термоядерке». Так, один статусный сотрудник Института теплофизики СО РАН вообще отказался обсуждать со мной эту тему, сославшись на то, что управляемый термоядерный синтез является полнейшим вздором.
К сожалению, у нас почему-то нет публичных научных дискуссий по столь актуальным темам. По этой причине общество будет еще многие годы получать сообщения о «технологических прорывах» в деле термоядерного синтеза, не имея возможности увидеть что-либо значимое для жизни воочию.
Николай Нестеров
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии