Италия инвестира 80 милиона евро в бивша съветска програма за постигане на мечтата за ядрен синтез заедно с Русия

путин

Науки 17.04.2011 08:00

Италия и Русия искат да възкресят изкуствена звезда, проектирана в Съветския съюз и забравена след падането на Берлинската стена. Става въпрос за Ignitor, реактор за ядрен синтез, с който и двете страни ще се опитат да постигнат неизчерпаем източник на енергия, преди някой друг. Неговият произход е запалването, процес на генериране на енергия, която се захранва и която засега се случва само вътре в звездите или когато е взривена ядрена бомба.

Проектът възниква в сянката на гигант. Това е реакторът ITER, най-големият проект за ядрен синтез в света, в който Италия и Русия вече участват, заедно с Индия, САЩ, Китай, Южна Корея и ЕС. Това ще бъде най-скъпият експеримент, създаван някога. Той ще може да генерира десет пъти повече енергия, отколкото консумира, но не се очаква до 2019 г. Пред ITER, Ignitor, тежащ 32 пъти по-малко, има за цел да демонстрира как да постигне безкраен енергиен принос. Подобно на ITER, той все още не е изграден, но се предвижда да бъде готов до 2016 г.

Реакторът "Ignitor" ще бъде разположен в института "Курчатов" в Москва през 2016 г.

„Няма конкуренция между ITER и Ignitor, защото сме много напред“, казва Бруно Копи, италиански физик, който изследва ядрения синтез в продължение на четири десетилетия в Масачузетския технологичен институт (MIT) в САЩ. Копи работи от 1969 г. на Alcator, термоядрен реактор, наполовина по-малък от Ignitor и за чието използване получава финансиране от правителството на САЩ. Копи е силно критичен към ITER, който според него е отложен поради "трагичната бюрокрация". Той вярва, че наличието на две държави вместо повече от 30 и целта за по-малък дизайн им дава предимство в състезанието за сливане. "Ние не вървим по грандиозен план и не надвишаваме разходите", казва физикът, позовавайки се на допълнителните разходи за ITER, които са се увеличили от 5000 милиона евро до около 15 000.

От проекта ITER никой не поставя под въпрос валидността на Coppi, но тази на неговата машина го прави. „Той е страхотен учен и много интелигентен, но хора като този понякога могат да бъдат твърде упорити“, предупреждава Хоакин Санчес, който ръководи испанската програма за ядрен синтез в Ciemat и си сътрудничи с ITER. Санчес признава, че научната общност смята, че Ignitor "няма да бъде успешен и е ненужен разход".

След години на разочарование и липса на средства, Копи току-що постигна решителна тласък. Правителството на Силвио Берлускони току-що одобри инжекция от 80 милиона евро за реактора, който е сред 14-те водещи изследователски проекта в Италия за периода 2011-2013 г.

Той ще се опита да пресъздаде дейността на звездите, за да създава енергия без ограничения

Решението идва година след като италианският премиер и руският му колега Владимир Путин спонсорираха няколко ядрени сделки. Един от тях би позволил на Enel, най-голямата енергийна компания в Италия, да участва в изграждането на нова конвенционална атомна електроцентрала в Калининград (Русия). Ако бъде реализиран, Enel ще бъде първата чуждестранна компания, оперираща на руска земя, където ядрената енергетика се контролира от правителството, откакто страната въведе ерата на ядрената енергетика с първия си търговски реактор, открит през 1954 г.

Във второто споразумение, подписано във Вила Гернето, една от частните резиденции на Берлускони, и двамата лидери се съгласиха да стартират Ignitor. Според Coppi Enel също е решил да участва в Ignitor. Въпреки че много от компонентите му се произвеждат в Италия, седалището му ще бъде институтът "Курчатов" извън Москва, който в продължение на десетилетия е бил мястото, където Съветският съюз е проектирал най-мощните атомни бомби в света. Днес неговият президент Евгени Велихов спонсорира проекта Ignitor заедно с Копи, за да озадачи своите съперници, тъй като Велихов е и председател на Управителния съвет на ITER.

"Ignitor е бърз и мръсен проект, който няма да излезе много от пътя", казва Стив Коули, главен изпълнителен директор на Агенцията за атомна енергия на Обединеното кралство и ръководител на най-големия експлоатиран реактор за синтез, JET.

Този план съответства на международния проект ITER, планиран за 2019 г.

Cowley вярва, че Ignitor няма да проправи пътя към търговските реактори за термоядрен синтез, които се очаква да бъдат готови през втората половина на този век въз основа на опита на ITER. Да, това ще осигури други предимства. „Първият, който запали, ще даде слава и слава на всеки, който го постигне“, признава той. Толкова много, че някои експерти признават, че запалването си заслужава Нобелова награда. Може би затова Копи, който е на около 80 години, толкова бърза. "Не е нужно да чакаме сто години за това, или е възможно или не, и ако е така, можем да го постигнем за десет години, както вече го направихме с деленето", заявява той.

През първата половина на 50-те години Игор Тамм и Андрей Сахаров изобретяват сърцето на първия реактор за ядрен синтез в института Курчатов. Това беше токамакът, вид куха фурна с форма на поничка, в която се планираше да генерира веществото, което кара звездите да блестят, известно като плазма. В този облак, когато температурата и налягането са достатъчно високи, водородните атоми спират да се отблъскват, за да се присъединят към своите ядра. Това е дългоочакваният ядрен синтез, който генерира много повече енергия от делене, при който компонентите на атома са разделени и това, което захранва настоящите ядрени централи.

Сахаров, който през 1975 г. ще спечели Нобелова награда за мир за защита на демократичните реформи в СССР, вече е успял да смеси и двата процеса в атомно делене и термоядрени бомби. Дизайнът ще доведе до устройства като Царската бомба, най-мощното ядрено устройство, някога детонирано.

Осем години по-късно Сахаров и Тамм се докоснаха до мечтата за улавяне на пълния енергиен потенциал на термоядрения синтез в техния последен прототип на токамак, Т-4.

Оттогава мечтата за опитомяване на ядрен синтез в голям мащаб не е отделена от онези кръгови пещи, чийто размер и мощност се увеличават. ITER ще бъде Титаникът на токамаците с диаметър 29 метра. Вътре в него ще бъдат достигнати 150 милиона градуса по Целзий, с които ще бъде възможно да се слеят ядра от деутерий и тритий, два варианта на водород. Ако всичко върви добре, количеството генерирана енергия ще бъде десет пъти по-голямо от необходимото за стартирането му, нещо, което експертите изразяват като q = 10.

От неговата страна на пръстена, умалителният Ignitor се стреми към много повече. Постигането на запалването на плазмата ще я накара да достигне q, равна на безкрайност, т.е. реакцията на синтез би се захранила без необходимост от външен вход. Силата на запалителя е концентрацията на електрическия ток в плазмата. Това вещество, направено от силно заредени частици, ще има почти 16 пъти повече ток на квадратен метър, отколкото вътре в ITER. Въпреки големия си енергиен принос, плазмата е крехко вещество, което се разсейва веднага щом адската температура спадне значително. За да се избегне това, ITER и Ignitor ще използват мощни магнити за контрол на заряда на плазмените частици. Генерираните от Ignitor магнитни полета ще бъдат почти три пъти по-големи от тези на ITER и повече от 300 000 пъти по-мощни от магнитното поле на Земята. Ignitor ще бъде в Троицкия институт за изследвания и иновации на термоядрен синтез (TRINITI), точно извън руската столица. В този център, прикрепен към Курчатов, се намира токамакът TSP, създаден от руския Велихов през съветския период и неактивен от 1987 г. поради липса на средства.

Ignitor ще бъде вашето разширено възкресение. Ако работи, машината ще премине в непознат терен. Никой не знае как се държи запалителната плазма или дали тя може да бъде контролирана, за да я поддържа и извлича енергия от нея. Според Копи оттам нататък всичко ще се търкаля. "След като запалването бъде постигнато, ние бихме използвали материалите от нашия експериментален реактор, за да създадем инсталации и да започнем да произвеждаме енергия", казва той с надежда.