я к двум миллионам тонн, и он может быть использован для получения нового топлива, что позволит решить проблему ядерной энергии на сотни лет вперёд, причём без эмиссии парниковых газов и при сведении радиоактивных отходов к минимальному количеству. Совсем недавно, в 2022-м, российские атомщики полностью перевели на МОКС-топливо Белоярский реактор БН-600, положив начало эре «вечной энергии». Вековая мечта человечества станет доступной благодаря проекту «Прорыв», согласно которому российская атомная энергетика станет двухкомпонентной (при одновременной эксплуатации реакторов на медленных и быстрых нейтронах), что позволит замкнуть ядерный топливный цикл и подпитывать реакторы природным или обеднённым ураном, запасов которого хватит на тысячелетия. Атомная энергетика в текущем столетии должна стать возобновляемой, безотходной, безопасной и безуглеродной.
В этом направлении реальна перспектива энергетической безопасности человечества, гарантия его длительного существования на земле. Вслед за Россией к быстрой энергетике потянулись Индия и Китай, в котором Россия строит ряд реакторов на быстрых нейтронах. Между тем в Северске (Томская область) возводится ядерный реактор БРЕСТ-ОД-300 поколения 4+, который позволит полностью исключить расплавление активной зоны реактора и реализовать замкнутый топливный цикл. США, отказавшиеся в 2018-м от воспроизводства МОКС-топлива, опять остались в числе отстающих.
В 1960-м на экраны кинотеатров вышел фильм Михаила Ромма «Девять дней одного года» с Алексеем Баталовым в главной роли. Он и не мог не выйти, настолько востребованной была тема мирного атома. В основе сюжета – работа советских физиков по освоению термоядерной энергии, задачка, решение которой и сегодня представляется неблизким. Её научная сторона понятна, но проблема реализации усложняется трудностями технического плана, в частности, удержания магнитной ловушкой плазмы с температурой в сотню миллионов градусов. Мы с Геннадием Петушковым вышли из просмотрового зала кинотеатра «Октябрь».
Мне в тот день и в голову не приходило, что доведётся жить в Иркутске на Медведниковской улице, на которой в 1901-м родился кинорежиссёр лучшего художественного фильма о советских физиках, даже окнами напротив, только чуть наискосок. Позже дом, где родился Ромм, снесли, а мемориальную доску вывесили на соседний дом № 1.
– Как тебе фильм? – спросил я товарища по студенчеству, к мнению которого прислушивался не только потому, что он был старше меня на пару лет, но из-за его рассудительности и житейской мудрости.
– Кино, – ответил он, – Но то, что мы нахватаем радиации, так это точно.
В середине двадцатого века на общественность обрушилась череда небывалых научно-технических достижений, под впечатлением от которых казалось: вот он, почти в руках человечества, доступ к колоссальным и неисчерпаемым запасам энергии. Преимущества реакции синтеза – в доступности дешёвого исходного сырья, отсутствии углеродного следа, радиоактивных и токсичных отходов и в полном исключении вероятности ядерного взрыва. При освоении термосинтеза отпадёт необходимость сжигания природных запасов углеводородов, что является главной причиной эмиссии парниковых газов и, как следствие, глобального потепления климата. Есть за что биться!
От взрыва американских атомных бомб в Японии и до появления атомной электростанции в Обнинске прошло всего-то девять лет, так что на пуск первой термоядерной станции отводились те же десять, пусть двадцать, лет от момента взрыва водородной бомбы, а с ней – долгожданный рай на земле! Сюжет фильма связан с ошибочным выводом экспериментаторов, принявших вызванный нейтронный поток за термоядерную реакцию, тогда как он оказался побочным эффектом опыта. Трудностей на пути освоения получения неисчерпаемой энергии ещё немало, но за полвека пройдена большая часть пути, и будущее остаётся за синтезом.
Каков же механизм освобождения энергии? Протоны ядер имеют положительный заряд и взаимно отталкиваются, но их удерживает внутриядерная энергия. При объединении (синтезе) лёгких ядер дейтерия и трития эта энергия высвобождается.
По существу, термоядерная реакция воспроизводит на Земле процессы, происходящие в звёздах. Если плазма миллиарды лет бушует в недрах Солнца, то остаётся создать условия её существования на Земле.
С этой целью во Франции, вблизи Марселя, начиная с восьмидесятых годов прошлого века создаётся Международный термоядерный экспериментальный реактор (ИТЭР) при значительном участии в проекте российских учёных и специалистов. Наши учёные И. Е. Тамм и А. Д. Сахаров ещё в пятидесятых годах разработали теоретические основы токамака (тороидальной камеры с магнитными катушками), являющегося сердцевиной термоядерного устройства. Первые токамаки и технические средства для нагрева плазмы до температуры сто миллионов градусов Цельсия (гиротроны), что в пять раз превышает температуру Солнца, были разработаны и собраны в России, а следом новая мода охватила технически развитые страны. На Солнце требуется меньшая температура реакции, так как её поддерживает мощная сила гравитации небесного светила.
На международный проект ИТЭР, что на Лазурном берегу Франции, Россия изготовила магнитную катушку диаметром девять метров.
В процессе изготовления были получены сверхпроводящие материалы и достигнуты другие нововведения, что позволило на несколько лет сократить сроки изготовления аналогичных катушек другими странами.
С началом специальной военной операции на Украине крупнейшая в мире лаборатория физики высоких энергий (CERN) приняла политическое решение о прекращении с осени 2024-го сотрудничества с Россией. Если такое случится, это станет мощным ударом по российской научной школе, ведь задачи, поставленные перед международным центром CERN, можно решить только объединёнными усилиями высокоразвитых стран. Комплекс ИТЭР на протяжении двух десятилетий создавали страны ЕС, США, России, Китая, Индии, Японии и Южной Кореи. Длина его подземного электромагнитного кольца, в котором разгоняются и сталкиваются частицы с выделением короткоживущих частиц, составляет двадцать семь километров.
Но Россия имеет собственную программу термоядерной энергетики. В Курчатовском институте получена устойчивая плазма (ионизированный газ водорода) в миллионы градусов по мировым параметрам. В Сибирском Отделении РАН (Новосибирск) строится первый в мире Сибирский кольцевой источник фотонов (СКИФ) поколения 4+. Если ИТЭР предназначен прежде всего на для решения теоретических задач, то СКИФ больше нацелен на прикладные программы. В нём изотопы водорода разгоняются до околосветных скоростей, при этом теряют часть массы, которая по знаменитой формуле Е=мс2 излучается в виде узкого пучка света, используемого для воздействия на самые различные объекты. СКИФ на порядки компактнее ИТЭРа, но по точности, надёжности и другим параметрам не уступит «французскому великану». В очередь к использованию СКИФа уже выстроились десятки вузов, НИИ, КБ и крупных промышленных корпораций.
При Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (город Троицк) закладывается токамак с сильным магнитным полем (ТСП), который будет задействован в гибридном реакторе. Этот комплекс, занимающий семиэтажное здание, будет не только вырабатывать электроэнергию, но и использовать сопутствующий нейтронный поток термоядерной реакции для преобразования обеднённого урана в делящийся плутоний с целью получения топлива для тепловых атомных станций. Уже в текущем веке учёные ожидают начала освоения термоядерной энергетики.
Человечество на пороге грандиозных свершений. Задачи современной цивилизации столь же бесконечны, как и природа, о чём нас предупреждал Ленин: «Электрон так же неисчерпаем, как и атом. Природа бесконечна».
12 апреля 1961 года – день, который разделил историю человечества надвое, на её земную составляющую и новую, вселенского масштаба. Этот день, поначалу ничем не отличавшийся от других, был взорван сообщением ТАСС о полёте Гагарина. Сообщение это с пафосом зачитал Юрий Левитан. Что тут началось! Все занятия в институте тут же прекратились. Заполошные студенты врывались в лекционные аудитории с диким воплем «Человек в космосе!», и все срывались с мест, преподаватели неслись следом, чтобы не отстать от космоса. Коридоры вместительного фойе главного корпуса переполнились бурлящим студенчеством. Люди, выбитые из привычной колеи сногсшибательным известием, не знали, как им выразить свои чувства и что их ждёт в ближайшем будущем. Наступило время простора для фантазии. Полёт в космос стал таким же простым, как на самолёте. Скоро полетим! Куда? Ещё непонятно, но полетим на Марс, конечно, и дальше, куда Макар телят не гонял…
Улицы были забиты ликующим народом, беспорядочные людские шествия длились до позднего вечера. Ликовала вся страна, оглушительная весть прокатилась по земному шару. Народы всех континентов отдавали дань признания советским людям, спасшим мир от коричневой чумы и через пятнадцать лет после победоносного марша по Европе совершившим прорыв в недосягаемый космос.
Не в пример прогрессивному человечеству, в Национальном управлении по аэронавтике, НАСА в связи с «ЧП», вызванном полётом русского космонавта, наступили траурные дни. Американские газеты горланили о русском триумфе, словно они были рупором Кремля. Газета «Нью-Йорк мирор» заявила, что сотрудники НАСА «посажены на горячую сковороду». И точно, не успела Америка очухаться от потрясения, вызванного запуском русского спутника, как получила ещё один щелчок по носу. Американские разработчики надеялись, что у соперников за короткий срок не может появиться мощная ракета, и раструбили миру о своих грандиозных космических программах, но сильно просчитались.
Вся Америка была уверена в том, что варварская Россия в области науки и техники отстаёт от мирового гегемона на полвека, а то и на весь век. И вдруг среди ясного дня на их самовлюблённые головы выливается один ушат ледяной воды за другим! Откуда у русских взялась такая ракета, когда хвалёный «Меркурий», готовившийся к полёту с двумя космонавтами на борту, обладал лишь десятой долей мощи советского космического носителя? Первый американский рейс, который космическим можно назвать с натяжкой, планировался по дальности в сто раз короче гагаринского.