Уникальный проект российских ученых «Глобус-М2» воплощают в жизнь в Санкт-Петербурге. Так называется экспериментальная установка, предназначенная для управляемого термоядерного синтеза. В перспективе разработка способна обеспечить население Земли неисчерпаемым источником энергии. Работы над созданием комплекса уже выходят на финишную прямую.
Термоядерная установка «Глобус-М» после кардинальной модернизации станет реактором второго поколения. Этот сферический токамак и раньше не уступал зарубежным аналогам, а теперь должен стать едва ли не самым передовым исследовательским термоядерным реактором в мире.
«Мы движемся по магистральному пути осуществления вековой мечты человечества — зажечь на Земле рукотворное термоядерное солнце, получив тем самым неисчерпаемый экологически чистый источник энергии», — поясняет главный научный сотрудник лаборатории физики высокотемпературной плазмы Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН Василий Гусев.
Источник энергии в термоядерном реакторе — плазма.
В вакуумной камере под действием сильнейшего магнитного поля разгоняются атомы дейтерия и трития — это изотопы водорода. При столкновении атомов образуются ядра гелия и, главное, нейтроны с очень высокой тепловой энергией, из которой и возникает плазма температурой в миллионы градусов, как на Солнце или в молнии.
Термоядерную энергию плазмы ученые впервые получили почти полвека назад. И ровно такое же время лучшие умы планеты ищут инженерное решение, чтобы энергия, которую вырабатывает термоядерный реактор, была больше, чем энергия, которая нужна для получения плазмы.
Первый экспериментальный реактор ИТЭР, который должен выработать энергии больше, чем потратить, сейчас строят во Франции специалисты со всей Европы.
Многие из зарубежных ученых специально приезжали в Петербург, чтобы провести исследования на реакторе «Глобус». Доктор Вагнер из Германии, например, работал с институтом имени Иоффе почти 2 года.
«Ценность и важность „Глобуса-М2“ в том, что в нём можно заранее отрабатывать все процессы, которые будут происходить в ИТЭР, причем с невероятной точностью», — говорит эксперт по вопросам управляемого термоядерного синтеза Университета имени Макса Планка Фридрих Вагнер.
За точность в международном термоядерном экспериментальном реакторе тоже отвечают ученые Физико-технического института.
Петербургские лазерные детекторы будут измерять температуру плазмы.
«50 миллионов градусов нужно не только получить, но и измерить», — обрисовывает сложность задачи научный сотрудник лаборатории физики высокотемпературной плазмы Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН Глеб Курскиев.
Нейтронный ускоритель из Петербурга проследит, чтобы сырье для плазмы — смесь трития и дейтерия в пропорции один к одному — было идеальным.
«Если оно отклонится, реактор начнет тухнуть», — настаивает на точном соотношении руководитель работ по проекту ИТЭР Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН Михаил Петров.
В перспективе термоядерными установками можно будет оборудовать обычные атомные электростанции: реактор, где топливо — водород, даже теоретически абсолютно безопасен, нет проблемы облученных материалов.
«В отличие от обычного реактора, здесь нет критической сборки. И он принципиально безопасен. То есть не может произойти никаких событий, которые были на Чернобыльской атомной станции, на Фукусиме. Не может быть взрыва», — подчеркивает ведущий научный сотрудник Физико-технического института имени А.Ф. Иоффе РАН Владимир Минаев.
Широкое применение безопасной и экологически чистой термоядерной энергии — перспектива, конечно, не одного десятилетия. Но российские ученые — в лидерах. Очередь поработать на реакторе «Глобус-М2» уже занимают специалисты со всего света. Пуск исследовательской установки намечен на 2018 год — год столетнего юбилея Физико-технического института.