Італія інвестує 80 мільйонів євро в колишню радянську програму для досягнення мрії про ядерний синтез разом з Росією

шлюб

Наук 17.04.2011 08:00

Італія та Росія хочуть воскресити штучну зірку, спроектовану в Радянському Союзі та забуту після падіння Берлінської стіни. Йдеться про Ignitor, реактор ядерного синтезу, за допомогою якого обидві країни намагатимуться досягти невичерпного джерела енергії раніше, ніж хтось інший. Його походженням є займання, процес генерування енергії, яка живиться сама і яка наразі відбувається лише у зірках або при спрацьовуванні ядерної бомби.

Проект виникає в тіні гіганта. Це реактор ITER, найбільший у світі проект ядерного синтезу, в якому вже беруть участь Італія та Росія, поряд з Індією, США, Китаєм, Південною Кореєю та ЄС. Це буде найдорожчий експеримент, коли-небудь побудований. Він зможе виробляти в десять разів більше енергії, ніж споживає, але очікується це лише до 2019 року. Перед ITER Ігнітор, який важить у 32 рази менше, прагне продемонструвати, як досягти нескінченного енергетичного внеску. Як і ITER, він ще не побудований, але планується готовий до 2016 року.

Реактор запалювача буде розміщений в Інституті Курчатова в Москві в 2016 році

"Між ITER та Ignitor немає конкуренції, оскільки ми далеко вперед", - говорить Бруно Коппі, італійський фізик, який протягом чотирьох десятиліть досліджував ядерний синтез у Массачусетському технологічному інституті (MIT) у США. Коппі працював з 1969 р. На реакторі термоядерного синтезу "Алькатор", розмір якого вдвічі менший за розмір "Ігнітор" і на використання якого він отримує фінансування від уряду США. Коппі дуже критично ставиться до ІТЕР, який, на його думку, відкладається через "трагічну бюрократію". Він вважає, що наявність двох країн замість більш ніж 30 і прагнення до меншого дизайну дає їм перевагу в гонці на злиття. "Ми не йдемо на грандіозний план і не перевищуємо своїх витрат", - говорить фізик, маючи на увазі перевитрати витрат ITER, які з 5000 мільйонів євро зросли приблизно до 15000.

З проекту ITER ніхто не ставить під сумнів дійсність Коппі, але це стосується його машини. "Він великий вчений і дуже розумний, але подібні люди часом можуть бути занадто впертими", - попереджає Хоакін Санчес, який керує іспанською програмою ядерного синтезу в Сіематі та співпрацює з ITER. Санчес визнає, що наукове співтовариство вважає, що Ignitor "не буде успішним і є непотрібними витратами".

Після років розчарування та нестачі коштів Коппі щойно досяг рішучого поштовху. Уряд Сільвіо Берлусконі щойно затвердив ін'єкцію 80 мільйонів євро для реактора, який є одним з 14 флагманських дослідницьких проектів в Італії на період 2011-2013 років.

Він спробує відтворити активність зірок, щоб створювати енергію без обмежень

Рішення приймається через рік після того, як італійський прем'єр-міністр та його російський колега Володимир Путін спонсорували кілька ядерних угод. Один з них дозволив би Enel, найбільшій енергетичній компанії Італії, брати участь у будівництві нової звичайної атомної електростанції в Калінінграді (Росія). У разі реалізації Enel стане першою іноземною компанією, яка діятиме на російській землі, де ядерна енергетика контролюється урядом з часу, коли країна відкрила еру ядерної енергетики з першим комерційним реактором, відкритим у 1954 році.

У другій угоді, підписаній у Віллі Гернетто, одній з приватних резиденцій Берлусконі, обидва лідери погодились запустити Ignitor. За словами Коппі, Енель також вирішила взяти участь у Ignitor. Незважаючи на те, що багато його компонентів виготовляються в Італії, його головним офісом буде Курчатовський інститут під Москвою, який протягом десятиліть був місцем, де Радянський Союз проектував найпотужніші атомні бомби у світі. Сьогодні його президент Євгеній Велихов спонсорує проект Ignitor разом з Коппі на розчарування своїх суперників, оскільки Велихов також є президентом Ради керуючих ITER.

"Ignitor - це швидкий і брудний проект, з яким вийде не так багато", - говорить Стів Каулі, виконавчий директор Управління з атомної енергії Великобританії та керівник найбільшого реактора з термоядерного синтезу, JET. Поблизу Оксфорда.

Цей план відповідає міжнародному проекту ITER, запланованому на 2019 рік

Каулі вважає, що Ignitor не прокладе шлях до комерційних термоядерних реакторів, які, як очікується, будуть готові у другій половині цього століття на основі досвіду ITER. Так, це забезпечить інші переваги. "Першим, хто досягнув займання, надасть тому, хто досягне цього, славу та славу", - визнає він. Настільки, що деякі експерти визнають, що запалювання цілком варто Нобелівської премії. Можливо, тому Коппі, якому близько 80 років, так поспішає. "Нам не потрібно чекати на це сотню років, або це можливо чи ні, і якщо це так, ми можемо досягти цього за десять років, як це було вже при поділі", - заявляє він.

У першій половині 1950-х Ігор Тамм та Андрій Сахаров винайшли серце першого реактора ядерного синтезу в Курчатовському інституті. Це був токамак, своєрідна порожниста піч у формі пончика, всередині якої планувалося виробляти речовину, яка змушує блищати зірки, відому як плазма. У цій хмарі, коли температура і тиск досить високі, атоми водню перестають відштовхуватися один від одного, приєднуючись до своїх ядер. Це довгоочікуваний ядерний синтез, який генерує набагато більше енергії, ніж ділення, при якому компоненти атома відокремлені і забезпечують поточні атомні електростанції.

Сахарову, який у 1975 р. Став лауреатом Нобелівської премії миру за захист демократичних реформ в СРСР, уже вдалося змішати обидва процеси в атомному поділі та термоядерних бомбах. Конструкція призвела б до таких пристроїв, як Царська бомба, найпотужніший ядерний пристрій, який коли-небудь спрацьовував.

Через вісім років Сахаров і Тамм торкнулися мрії про використання повного енергетичного потенціалу термоядерного синтезу в своєму останньому прототипі токамака, Т-4.

З тих пір мрія про приручення термоядерних речовин у великих масштабах не відокремлюється від тих кругових печей, розміри та потужність яких зростають. ITER буде «Титаніком токамаків» діаметром 29 метрів. Всередині нього буде досягнуто 150 мільйонів градусів Цельсія, за допомогою яких можна буде сплавити ядра дейтерію та тритію, два варіанти водню. Якщо все піде добре, кількість виробленої енергії буде в десять разів більше, ніж потрібно для її запуску, що експерти виражають як q = 10.

На його боці кільця зменшувальний запальник прагне набагато більше. Досягнення запалення плазми призведе до досягнення q, рівного нескінченності, тобто реакція плавлення живиться сама без необхідності зовнішнього введення. Сила запалювача - це концентрація електричного струму в плазмі. Ця речовина, виготовлена ​​з сильно заряджених частинок, мала б майже в 16 разів більше струму на квадратний метр, ніж всередині ІТЕР. Незважаючи на великий енергетичний внесок, плазма - це тендітна речовина, яка розсіюється, як тільки пекельна температура значно падає. Щоб уникнути цього, ITER та Ignitor будуть використовувати потужні магніти для контролю заряду частинок плазми. Магнітні поля, що генеруються Ігнітором, будуть майже втричі більшими, ніж ІТЕР, і більш ніж у 300 000 разів потужнішими, ніж магнітне поле Землі. Ignitor буде в Троїцькому інституті досліджень та інновацій термоядерного синтезу (ТРІНІТІ), неподалік від російської столиці. У цьому центрі, прикріпленому до Курчатова, знаходиться токамак TSP, розроблений російським Велиховим в радянський період і неактивний з 1987 року через брак коштів.

Ігнітор буде вашим посиленим воскресінням. Якщо це спрацює, машина виїде на незнайому місцевість. Ніхто не знає, як поводиться запальна плазма або чи можна керувати нею, щоб підтримувати її та витягувати з неї енергію. За словами Коппі, звідти все було б прокатано. "Як тільки запалення буде досягнуто, ми використаємо матеріали нашого експериментального реактора для створення установок і початку виробництва енергії", - говорить він з надією.