Термоядерный реактор укомплектуют в Петербурге

Штатное оборудование для международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР, Кадараш, Франция) на общую сумму 300 млн евро изготовит и поставит НИИ электрофизической аппаратуры (НИИЭФА) им. Д.В. Ефремова в Петербурге.

Об этом «Науке и жизни» рассказал гендиректор НИИЭФА Олег Филатов, один из участников создания головной российской организации по разработке международного проекта ИТЭР (на базе НИИ НТЦ “Синтез”).

Филатов подчеркнул, что более 60% отечественных расчетно-конструкторских и исследовательских работ по Токамаку выполняются специалистам НИИЭФА совместно с научными и промышленными центрами. Стоимость проекта ИТЭР на первом этапе оценивается в 5 млрд евро, строительство планируется завершить к 2018 году. При этом аналогичная сумма потребуется на стадии запуска для демонстрационной эксплуатации в течение десяти лет. На долю Евросоюза приходится 40% финансовых вложений, уточнил Филатов. Шесть остальных стран-участников проекта, включая Россию, обязались инвестировать в форме отдельных элементов установки по 10% каждая. Россия должна изготовить основное оборудование реактора — 12 ключевых элементов на общую сумму в 500 млн. евро. Наиболее наукоемкая и дорогостоящая часть тороидального магнита Токамака — это сверхпроводящая магнитная система. НИИЭФА отвечает за изготовление сверхпроводников, кабелей и катушек – они составят четверть российских поставок в проект. По оценкам международных экспертов российская коммутирующая защитная аппаратура одна из лучших, поэтому мы отвечаем за нее при сооружении ИТЭР. В НИИЭФА также завершили прорывные разработки (совместно с РНЦ «Курчатовский институт») по так называемому дивертору – устройству для приемки тепла и энергии.

Чтобы стенки дивертора не разрушались под действием высоких температур его облицовка должна обладать поистине уникальными свойствами. Идею магнитной термоизоляции плазмы на основе концепции токамака выдвинули советские академики Игорь Тамм и Андрей Сахаров в середине 20 века. Они предложили термоизоляцию плазмы с помощью магнитного поля в тороидальной (бубликообразной) камере. Затем Курчатовский научный центр, НИИЭФА совместно с петербургским предприятием энергомашиностроения «Электросила» спроектировали и изготовили целую серию отечественных экспериментальных Токамаков. Среди них – токамаки Т-3, Т-4, Т-10, Т-15. Оригинальные установки были поставлены в зарубежные страны.

«Поэтому наша страна одной из первых рассчитывала предложить международному сообществу построить экспериментальный Токамак в городе атомных энергетиков на побережье Финского залива рядом с Ленинградской АЭС – в Сосновом Бору (Лениградская область)», – подчеркнул гендиректор НИИЭФА. Однако из-за отсутствия необходимых финансовых ресурсов инициатива так и осталась нереализованной, сказал Филатов.

Термоядерный реактор ИТЭР использует энергию синтеза ядер изотопов водорода — дейтерия и трития, которые выгорают, не оставляя радиоактивных отходов. Реакция идет в высокотемпературной плазме — до 150 миллионов градусов Цельсия. При этом на единицу веса термоядерного топлива получается примерно в 10 миллионов раз больше энергии, чем при сгорании органического топлива, и примерно в 100 раз больше, чем при расщеплении ядер урана. Расчетная термоядерная мощность ИТЭР составляет 500 мегаватт. Отдельные детали магнитов достигают веса от 200 до 450 тонн. Для охлаждения ИТЭР потребуется 33 тысячи кубометров воды в день.