Фиаско ИТЭР ускорит прогресс термоядерного синтеза

Международный экспериментальный реактор «Тор» (ИТЭР), гигантский термоядерный реактор токамак, был провозглашен величайшим совместным научным проектом в истории, в котором приняли участие тысячи ученых и инженеров из 35 стран.

Чудо инженерной мысли, после завершения строительства ИТЭР впервые призвано продемонстрировать крупномасштабное производство чистой энергии за счет реакций термоядерного синтеза и стать последней ступенькой на пути к созданию прототипа термоядерной электростанции.

Но с самого начала ошеломляющие размеры и сложность системы должны были стать сигналом тревоги. Также существует опасность создания бюрократического монстра.

С момента начала строительства ИТЭР в 2010 году возникла практически бесконечная череда проблем и задержек, из-за чего намеченная дата завершения снова и снова отодвигалась. Первоначально предполагалось, что реактор будет запущен в эксплуатацию в 2016 году, но сегодня строительство все еще продолжается.

Последней официальной целью был 2025 год. Но в ноябре 2022 года вновь назначенный директор ИТЭР Пьетро Барабаски сообщил общественности, что целевой срок 2025 года больше не является реалистичным и что возникли дополнительные проблемы, решение которых будет «не вопросом недель». , но месяцы, даже годы».

В прошлом году сообщалось о дефектах в двух наиболее важных компонентах реактора: секторных пластинах, которые должны быть сварены вместе, чтобы сформировать вакуумную камеру реактора (его «камеру сгорания»), и тепловую защиту реактора.

Управление по ядерной безопасности Франции приказало остановить сборку вакуумного сосуда после обнаружения несоосности сварных поверхностей первых двух секций 440-тонного корпуса. Судя по всему, они были повреждены при транспортировке из Южной Кореи, где они были изготовлены. Как сообщается, дефекты тепловой защиты реактора потребуют снятия и замены 23 километров труб охлаждения.

Трудности такого рода нередки в проектах со многими уникальными функциями. Но если учесть бесконечную череду заминок и задержек в многолетней истории ИТЭР, проект можно расценивать только как фиаско.

Возможно, у ИТЭР еще будет счастливый конец, но он будет отличаться от первоначально задуманного. Даже если предположить, что эксплуатация начнется в 2025 году, официальный сценарий ИТЭР предусматривает дополнительные 10 лет экспериментов, прежде чем реактор начнет работать с дейтерий-тритиевым топливом, генерирующим реакцию термоядерного синтеза.

Если все пойдет хорошо, может пройти еще пять-десять лет, прежде чем ИТЭР достигнет обещанной цели — десятикратного «возврата мощности» (500 МВт термоядерной мощности из 50 МВт входной тепловой мощности).

Даже в этом случае ИТЭР предназначен не для выработки электроэнергии, а лишь для того, чтобы заложить основу для строительства первого прототипа термоядерной электростанции, генерирующей электроэнергию, называемой «ДЕМО». В случае успеха «ДЕМО» станет отправной точкой для коммерческих термоядерных установок, которые могут быть запущены в эксплуатацию в начале второй половины этого столетия.

Излишне говорить, что этот сценарий – если он вообще осуществим – невыносимо долгий.

Как печальная история ИТЭР повлияет на перспективы термоядерного синтеза?

По иронии судьбы, я убежден, что фиаско ИТЭР на самом деле ускорит, а не замедлит прогресс на пути к практической реализации термоядерной энергии.

На фоне мировых энергетических и экологических проблем это побуждает правительства и частный капитал инвестировать больше в альтернативные сценарии, которые – в совокупности – обещают реализацию коммерчески жизнеспособной термоядерной энергии в гораздо более короткие сроки.

Одним из показателей являются ускоренные планы Китая и Японии по строительству собственных национальных установок «ДЕМО», не обязательно дожидаясь результатов ИТЭР. Обе страны реализуют проекты реакторов, которые могут фактически заменить роль ИТЭР и ускорить разработки на основе знаний и технологий, которых не существовало на момент утверждения окончательного проекта ИТЭР в 2001 году.