Прирученная плазма

Как Россия участвует в проекте ИТЭР и каких специалистов там ждут

Строительство реактора. Фото: ITER Organization/EJF Riche

Управляемый термоядерный синтез для получения неисчерпаемого источника экологически чистой энергии — это цель Международного экспериментального термоядерного реактора (International Thermonuclear Experimental Reactor, или ИТЭР), в создании которого участвуют Евросоюз, Индия, Китай, Корея, Россия, США и Япония. С 2007 года рядом с исследовательским центром Карадаш в Провансе (Франция) началась беспрецедентная по масштабам стройка: на площади 42 га должен появиться реактор высотой 30 м и массой 23 тыс. тонн, а примерная стоимость проекта превышает 15 млрд евро. Однако в активную фазу проект вступил лишь со сменой руководства: в июне 2015 года пост генерального директора вместо японца Осаму Мотоджима занял француз Бернар Биго, прежде возглавлявший Французскую комиссию по альтернативной и атомной энергетике (CEA). О предстоящем заседании Совета ИТЭР, российских специалистах и отношениях с Россией читайте в интервью «Чердака» с ним.


— В этом году график работ ИТЭР претерпел существенные изменения: сроки получения первых результатов были отложены на пять лет, на декабрь 2025 года. А в этом ноябре состоится заседание руководящего органа проекта — Совета ИТЭР. Что вы ожидаете от него?

— Это очень важная для ИТЭР веха. Когда я пришел на должность, я принял решение пересмотреть план-график работ, или то, что мы называем «базовый план». В него входит график работ, траты, риски. Мы проделали большую работу по оценке всего этого. И в прошлом июне мы пришли к соглашению по новому графику. На заседании Совета в ноябре будет рассмотрен обновленный бюджет. Мы ожидаем, что все семь стран-участниц возьмут на себя обязательства, чтобы выполнить новый график работ в срок. С моей точки зрения, это поворотный момент в проекте. Теперь все члены ИТЭР должны обеспечивать реализацию реального графика работ до конца проекта, и до конца проекта будет посчитана его стоимость.

— Может ли стоимость вырасти?

— Я не ожидаю значительного повышения стоимости. Согласно моим обязательствам, нам необходимо оставаться в рамках бюджета, который я представил странам — участницам ИТЭР.

Генеральный директор ИТЭР Бернар Биго. Фото: Татьяна Чернова


— Вы занимаете должность генерального директора с середины 2015 года. Что самое важное из того, что вам удалось достичь?

— Я уверен, что главные улучшения, которых нам удалось добиться, — это, во-первых, то, что процесс принятия решений теперь открытый, а во-вторых, национальные агентства ИТЭР стали работать интегрированно друг с другом. Раньше они работали «вовнутрь», не очень интересуясь тем, как развивается проект в целом. А теперь все сотрудники национальных агентств ИТЭР чувствуют гордость и причастность к работе над всей системой, а не только над своей частью.

— Как вам удалось добиться изменения работы национальных агентств?

— Когда я пришел на должность, то поставил ряд условий. Я сказал, что мы не используем свой потенциал полностью. Нам надо было, чтобы люди работали интегрированно. Важно, чтобы национальные агентства чувствовали гордость за глобальный проект и свою причастность к нему. Мы решаем все вместе, мы обсуждаем вместе, национальные агентства получили возможность выдвигать предложения на обсуждения, и в их силах переломить ход обсуждений. Таким образом мы меняем отношения между центральным аппаратом ИТЭР и национальными агентствами.

— Как вы оцениваете вклад России в проект ИТЭР?

— Как вы знаете, Россия — это отец или мать технологии токамак. У нее очень большой опыт в этом. По моим меркам, Россия многое сделала, например разработала значительную долю сверхпроводника. Есть много и других компонентов, которые изготавливаются для ИТЭР в России. Для меня Россия — это по-настоящему ключевой партнер для развития проекта.

Изображение: «Чердак»


— У каждой из семи стран-участниц есть квоты на количество специалистов, которые могут работать на проекте, пропорционально объему финансирования. ЕС обеспечивает более 45% консолидированного бюджета проекта, поэтому почти половина работающих в ИТЭР специалистов — граждане Евросоюза. Объем финансирования от России составляет 9%, таким образом, до 9% работающих в ИТЭР специалистов могут быть русскими. Однако на сегодняшний день число российских ученых на проекте достигает лишь 5%. С чем это может быть связано?

— Хороший вопрос. Я хочу и прикладываю все усилия, чтобы привлечь как можно больше русских специалистов, русских инженеров, потому что у них большой опыт и знания, и с ними очень хорошо работать. Но, может быть, они не осведомлены о возможности работать в ИТЭР либо до сих пор не имели четкого графика и не знали, когда лучше всего присоединиться к проекту. Но сейчас у нас есть такой график. Национальные агентства ИТЭР в каждой стране должны анонсировать наши вакансии. В следующем году мы откроем 65 новых мест и, возможно, объявим новый набор на 20—25 уже существующих вакансий.

Я ожидаю, что мы удвоим количество ученых и инженеров, приезжающих из России, но нам нужно афишировать эти вакансии. В этом вопросе мы полагаемся на саму Россию, надеемся, что она сама будет рекламировать ИТЭР и привлечет инженеров.

Если сейчас у нас 5% русских специалистов на проекте, это значит, что в ИТЭР работает меньше 30 российских инженеров и других специалистов. Удвоение — это еще 30. Если каждый год следующие пять лет я буду набирать еще по 100 человек, я ожидаю, что как минимум 20% из них будут русскими. Очень скоро их число вырастет.

Изображение: «Чердак»


— То есть вы ожидаете удвоения числа российских специалистов на проекте через пять лет?

— Нет, мои ожидания — три года. Будем стараться ускорить процесс. Пробные пуски первого в мире термоядерного реактора ИТЭР начнут после 2020 года.

Я верю, что по всему миру есть хорошие специалисты: в России, Китае и так далее. Главное — проинформировать их, что можно принять участие в очень красивом проекте, и они получат очень хорошие рабочие условия. Россия — большая страна. Я не верю, что в России нельзя найти 20 инженеров, которые не могут соответствовать нашим требованиям по криогенике, механике, электротехнике. Они существуют. Проблема в том, чтобы проинформировать их и убедить их, что это стоит того, чтоб подать заявление на работу.

— Чего, по вашему мнению, сейчас не хватает проекту?

— Может быть, самое важное, чего сейчас не хватает проекту, — это культурное объединение. В первую очередь — научить каждого уважительно относиться к разнообразию и сделать так, чтобы каждый работник ИТЭР участвовал в решении этой проблемы. Изменения в культуре требуют времени, изменения в отношении тоже требуют времени. Но сейчас я вижу, что мы движемся в правильном направлении.

ИТЭР

Это научно-исследовательский проект, призванный экспериментально подтвердить целесообразность использования термоядерной энергии для мирных целей и исследовать физику плазмы. Поэтому, по словам организаторов, ни на каком этапе проекта реактор не планируется использовать для генерации мощностей.

Концепция реактора разработана в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова. В 1978 году СССР выдвинул идею осуществления проекта в Международном агентстве по атомной энергии (МАГАТЭ). Первоначально о реализации проекта СССР договорился с Францией, а затем в 1985 году — с США, позднее программу утвердило МАГАТЭ. В 1987 году проект получил нынешнее название, в 1988 году был создан руководящий орган — Совет ИТЭР. В 1988—1990 годах советские, американские, японские и европейские ученые и инженеры разработали концепцию проекта. Разработка технического проекта была завершена лишь в 2001 году. В последующие четыре года к проекту присоединились Южная Корея, Китай и Индия. Соглашение о строительстве первого международного экспериментального термоядерного реактора было подписано в Париже 21 ноября 2006 года. Местом для строительства реактора был выбран французский ядерный центр Карадаш под Марселем, а центр управления и обработки данных должен был находиться в г. Нака (преф. Ибараки, Япония).

В настоящее время идет строительство целого комплекса зданий, в том числе и для токамака. Параллельно с этим страны-участницы изготавливают компоненты для реактора. Так, первые катушки тороидального магнитного поля будут поставлены на площадку ИТЭР в 2018 году, тогда же начнется сборка токамака.

Токамак ИТЭР. В левом нижнем углу — человек для масштаба. Изображение: US ITER


От каждого по способностям

Стоимость ИТЭР оценивается более чем в 15 млрд евро. При этом страны ЕС вносят около 45% от нее, а остальные шесть участниц — чуть более 9% каждая, в основном в виде высокотехнологичного оборудования. Так, Россия поставляет для ИТЭР, среди прочего, сверхпроводники для магнитов, которые будут удерживать плазму в реакторе; панели первой стенки с бериллиевым покрытием для защиты конструкции реактора от плазмы; некоторые части вакуумной камеры, которая обеспечит протекание термоядерной реакции и теплоизоляцию магнитной системы реактора; элементы магнитной системы реактора и прототипы элементов для системы диагностики реактора.

Коллектив ученых и работников ИТЭР складывается из представителей семи входящих в него государств, пропорционально доли финансирования. Например, на проекте могут работать до 45% представителей ЕС, и 9% россиян. Однако доля граждан России в ИТЭР сегодня не превышает 5%, то есть составляет около 30 человек.

В двадцать раз горячее Солнца

Работа реактора ИТЭР основывается на термоядерной реакции слияния изотопов водорода дейтерия и трития с образованием гелия, высокоэнергетического нейтрона и выделением энергии. Для этого дейтерий-тритиевая смесь должна быть нагрета до температуры более 100 млн градусов Цельсия. При этих условиях смесь превращается в плазму положительно заряженных ядер водорода и электронов. Температура в реакторе может подниматься до 300 млн градусов Цельсия, то есть в 20 раз выше температуры ядра Солнца, когда начинаются термоядерные реакции с образованием гелия и нейтрона. Ожидается, что реактор ИТЭР будет генерировать в 10 раз больше энергии, чем потреблять. При 50 МВт вложенной энергии генерируемая энергия будет составлять 500 МВт.

При этом запасы дейтерия считаются неисчерпаемыми — ученые получают его из морской воды. А тритий синтезируют из изотопов лития, который содержится в земной коре.

Пересмотренный график

Первоначально планировалось, что реактор войдет в строй в 2020 году, а первые реакции по ядерному синтезу будут осуществлены на нем не ранее 2027 года. В 2037 году планировалось закончить экспериментальную часть проекта. Однако 17 июня 2016 года стало известно, что дата получения первой плазмы на реакторе перенесена с 2020 на 2025 год. По предварительным прогнозам специалистов, промышленный вариант реактора будет готов не ранее 2060 года, а серия реакторов данного типа может быть создана лишь к концу XXI века. В ноябре 2016 года состоится заседание Совета ИТЭР, который должен принять обновленный бюджет проекта. Первоначально он составлял около 15 млрд евро.

Алиса Веселкова
Теги:

Читать еще на Чердаке: