Что такое термоядерный синтез и какова его возможная роль в энергетике будущего?

Термоядерный синтез - ядерная реакция, про­цесс взаимодействия (слияния) легких ядер с образованием более тяжелого ядра и выде­лением огромного количества энергии. Именно термоядерный синтез лежит в основе энергети­ки звезд, в том числе и нашего Солнца. Поэтому ему в этом смысле мы обязаны жинью.

После «успешной реализации» неуправля­емого термоядерного синтеза при испытаниях термоядерных бомб встал вопрос о его управ­ляемом режиме. Понятно, почему: термоядер­ная энергетика, хотя бы в рассматриваемых к настоящему времени технических подходах, вполне способна обеспечить всему человече­ству энергетическое изобилие. Это обусловле­но крайне высокой энергоемкостью синтезно-го топлива при практически неограниченном (в случае реализации DD-цикла) ресурсном обеспечении. Ведь дейтерий есть в обычной воде, пусть и в малом количестве (0,015% по числу ядер от всего водорода). А потенциал его громаден - расчетное количество энергии, запасенное лишь в 1 л воды, эквивалентно, при полном протекании термоядерных реакций DD-цикла, сжиганию примерно 400 л нефти или около 600 кг высококачественного угля.

Годы исследований, предпринятых во всем мире, позволили выйти на наиболее, ве­роятно, перспективную концепцию термоядер­ного реактора - токамак. Этот термин был вве­ден советскими физиками И.Е. Таммом и А.Д. Сахаровым в 50-е годы XX века как сокращение названия «тороидальная камера с магнитными катушками». Первый токамак был разработан под руководством академика Л. А. Арцимови-ча в Институте атомной энергии им. И.В. Кур­чатова в Москве и продемонстрирован в 1968 г. В настоящее время в мире действует несколько подобных установок на принципе токамака, не­сравненно более мощных.

Со временем, однако, стало понятно, что физические, технические и инженерные трудности, возникающие при создании тер­моядерного реактора, существенно превы­шают индивидуальные возможности любой из стран мира. Это обусловило объединение в 1985 г. ряда стран, в том числе и России, своих усилия в рамках международного про­екта ИТЭР - создания опытного термоядерно­го реактора. Проект предусматривает соору­жение такого реактора на принципе токамака в исследовательском центре Кадараш (Фран­ция). Предполагается, что этот реактор будет запущен к 2015 г. Результаты, полученные на этой установке, будут использованы для обо­снования и проектирования прототипа ком­мерческого термоядерного реактора ДЕМО. Предполагается, что эта работа будет закон­чена к 2040 - 2050 г. Из этого однозначно следует: сейчас тер­моядерная энергетика, к сожалению, практиче­ской реальностью пока не является, и главный вопрос заключается в том, когда это все же про­изойдет. А главной проблемой - что требуемое для этого время, по всей видимости, сравнимо со сроком исчерпания ресурсных запасов «тра­диционной» огневой энергетики.

Поэтому наиболее разумной стратегией в отношении термоядерной энергетики представ­ляется подход «надеясь на лучшее, готовиться к худшему». Иными словами, ни в коем случае не прекращая термоядерных исследований (напротив, всемерно развивая их), иметь нагото­ве энергетический сценарий и на какой-то иной физико-технической основе, позволяющей по­степенно заместить нефть, газ и уголь. Мы уже знаем, что атомная энергетика на основе ядерных реакторов деления вполне на это способна.