Россия предоставит Франции оборудование для Международного экспериментального ядерного реактора (ИТЭР), в создании которого участвуют ведущие технологические державы. В сложившейся международной обстановке это событие приобретает особое значение.
Наследие Горбачева и Рейгана
На реакторе, который строят во Франции, мировое научное сообщество надеется отработать технологию термоядерного синтеза и сделать возможным ее коммерческое применение.
Россия — среди основателей проекта, зародившегося еще в 1970-е, а в 1985-м получившего поддержку генсека ЦК КПСС Михаила Горбачева, президента США Рональда Рейгана и президента Франции Франсуа Миттерана.
В 2013-м, после долгих лет разработки, приступили к строительству комплекса, а в 2020-м — самого реактора.
"Букет технологий"
АЭС дают энергию благодаря цепной реакции деления. Но возможности этого процесса весьма ограниченны, а сам он небезопасен. Альтернативой мог бы стать термоядерный синтез, аналогичный тому, что идет внутри звезд. Если его удастся воспроизвести в земных условиях, человечество получит неисчерпаемые генерирующие мощности, которые к тому же исключают повторение чернобыльской катастрофы.
Термоядерный синтез внутри Солнца происходит за счет колоссального давления на атомы водорода. "Звездную" гравитацию в земных условиях повторить невозможно. Поэтому для достижения похожего эффекта вещество следует разогреть до сотни миллионов градусов. Однако такую температуру не выдержит ни один материал. Чтобы обойти это ограничение, советские ученые изобрели токамак — "тороидальную камеру с магнитными катушками": плазма внутри вакуумного "бублика" (тора) удерживается от соприкосновения со стенками благодаря магнитному полю.
В ИТЭР этот эффект достигается с помощью шести катушек полоидального поля и D-образных катушек тороидального поля. Нижнюю катушку полоидального поля сделали в Китае, еще четыре производят в Европе. Верхнюю (PF-1) изготовили в России и по плану должны отправить из Санкт-Петербурга в Марсель 1 ноября.
"Чтобы появление катушки стало возможным, пришлось разработать целый букет технологий. Так, до проекта ИТЭР в России не было сверхпроводниковой промышленности", — отмечает директор частного учреждения "Росатома" "ИТЭР-Центр" Анатолий Красильников.
Работа над PF-1 началась в 2008-м. Сначала кооперация предприятий страны создала производство сверхпроводников — материалов, электрическое сопротивление которых при сильном понижении температуры становится равным нулю. На Чепецком механическом заводе в Глазове (Удмуртия) наладили выпуск таких материалов из ниобий-три-олова (Nb3Sn) и ниобий-титана (Nb-Ti).
Последний использовали на PF-1. Nb-Ti обладает сверхпроводящими свойствами при температурах около четырех градусов Кельвина (минус 269,15 по Цельсию).
Непосредственно изготовлением катушки занимался совместный коллектив Научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры имени Ефремова (НИИЭФА) и Средне-Невского судостроительного завода (СНСЗ).
Команда разработала и применила технологии изготовления так называемых галет катушки и изоляции каждой из них. Затем из восьми галет сформировали непосредственно PF-1. Диаметр конструкции — девять метров, вес — 200 тонн. Наконец, эту махину пропитали компаундом, который обеспечил изоляцию всего объекта.
