Крупнейший термоядерный реактор готов. Почему его запуск откладывают на 15 лет?

Летом 2024 года мир увидел достроенный корпус самого большого токамака. Но радоваться рано. Ученые, работающие над этим международным проектом, огорошили новостью: полноценные испытания начнутся только через 15 лет. Помните первоначальные планы? Первая плазма должна была быть получена еще в 2020-м. Теперь целевая дата — 2039 год. Что же пошло не так? Забегая вперед, скажу: почти всё, что могло.

Гигант, рожденный миром

ИТЭР — это уникальный эксперимент в прямом смысле слова. Над ним работают 35 стран вместе: весь Евросоюз, Россия, Китай, США, Индия. В его сердце бьется самый мощный магнит в мире. Но цена такого сотрудничества оказалась астрономической.

Помните изначальную смету? Скромные 5 миллиардов долларов и запуск к 2020 году. Реальность оказалась суровее: бюджет перевалил за 22 миллиарда, плюс еще 5 миллиардов на непредвиденные расходы. Эти постоянные «апгрейды» сметы и технические сложности и отодвинули запуск на полтора десятилетия вперед. Интересно, сколько раз за эти годы менялись уже написанные пресс-релизы?

А ведь сама мечта о термояде живет в умах ученых уже больше 70 лет!

• Мы пытаемся повторить процесс, питающий звезды. В их недрах атомы водорода сливаются в гелий при чудовищных температуре и давлении. Результат — колоссальная энергия без парниковых газов и долгоживущих радиоактивных отходов. Идеально, правда? Но скопировать сердце звезды на Земле — задача не для слабонервных инженеров.

В чем же загвоздка?

Основная проблема проста, как мир, и невероятно сложна технически: как удержать раскаленную, буйную плазму в магнитной ловушке достаточно долго, чтобы началась реакция синтеза?

1. Первый токамак спроектировал советский физик Натан Явлинский еще в 1958 году. С тех пор ни один реактор не выдал больше энергии, чем съел сам. Это главный вызов.
2. Ключевое препятствие — работа с плазмой, температура которой в сотни миллионов градусов. Такую субстанцию не удержит ни один материальный сосуд.
3. Нам нужны температуры, в разы превышающие солнечные (десятки миллионов градусов), потому что давление в нашем реакторе будет в миллиарды раз ниже, чем в недрах звезды. Компенсировать низкое давление приходится невероятным жаром.

• Для сравнения: в ядре Солнца «всего» около 15 миллионов градусов Цельсия, но зато давление там в 340 миллиардов раз выше земного атмосферного. У нас такого давления нет, поэтому приходится «догонять» температурой.

Разогреть плазму до нужных кондиций — уже давно не проблема. А вот изобрести «непробиваемую» магнитную бутылку, чтобы эта плазма не вырвалась и не потухла за доли секунды, — это и есть та самая титаническая инженерная задача, на решение которой у ИТЭР уйдут еще долгие годы.