C одним из таких специалистов, строящих сегодня наш с вами завтрашний день, мы сегодня и поговорим о будущем цивилизации. Вернее, я поговорю,  а вы послушаете. Мой собеседник – академик Евгений ВЕЛИХОВ, человек, который всю жизнь занимается термоядом. Велихов - председатель совета директоров международного проекта по строительству первой в мире термоядерной станции. Ни много, ни мало...


- Евгений Палыч! Начнем с начала. Отец водородной бомбы - академик Сахаров еще в пятидесятых годах обещал термоядерные станции. Ну и где?.. Вы не поверите, но многие отъявленные циники уже сомневаются в самой возможности овладеть термоядом! Так бы и дал по морде... Но и физики тоже хороши! Почему все так долго тянется?
- Начнем с того, что Сахаров ничего никому не обещал. Он просто указывал на техническую возможность этого. А сам принцип вложенных магнитных поверхностей для удержания плазмы предложил Тамм еще в 1938 году, именно он нарисовал принципиальную картинку в своем учебнике "Основы теории электричества"... В шестидесятые годы было экспериментально доказано, что магнитная система удержания плазмы нелинейна и не описывается простыми уравнениями, то есть она живет какой-то своей, сложной жизнью... В семидесятые годы весь мир пошел по пути строительства экспериментальных токомаков: все поняли , что токомак - наиболее вероятный путь к реактору. Вообще-то Кадомцев и Арцимович сформулировали это еще в 1968 году, но остальной мир окончательно пришел к этой мысли как раз к середине семидесятых. Токомак - вакуумная камера в виде бублика, в которой создается мощное магнитное поле.
Первый крупный токомак был построен в России. С опозданием на неделю запустили свой токомак и США. Потом подключились Япония, Европа, Южная Корея, Китай, Индия, Иран... С тех пор в мире было потрачено около 30 миллиардов долларов на исследования и разработки в этой области. Из них доля США составляла 15 миллиардов.
- Неужели Иран тоже хочет построить термоядерную станцию?
- Построить термоядерную станцию не может ни одна страна в мире, даже США. Это слишком дорого, слишком сложно и потому возможно только сложением международных усилий. А в Иране просто интересуются люди физикой, хотят быть в курсе событий...
- А чем токомак отличается от термоядерного реактора станции?
- Токомаки – просто огромные  лабораторные  установки стоимостью в миллиард долларов каждая, которые выдают по 16 Мегаватт термоядерной мощности. У нас в Курчатовском институте две установки - Т-10 и Т-15. Последняя установка - практически модель будущего реактора, потому что на ней стоит крупнейшая в мире сверхпроводящая система, которая должна быть на настоящем реакторе.
- Сверхпроводимость предполагает охлаждение до космических температур! Это дорого!
- Да. Но при комнатной температуре потери на создание магнитного поля так велики, что КПД реактора будет низок. Поэтому, чтобы уменьшить потери, проводники снаружи реактора охлаждают до космических температур - минус 270оС. А внутри реактора - сто миллионов градусов по Цельсию. Поэтому я и говорю, реактор - дорогостоящее и сложное мероприятие.
- Сколько же будет стоить 1 киловатт-час на такой станции?
- Погодите. До киловатта еще дойдем. А пока я хочу обрисовать, где мы сейчас находимся... Итак, исследования нелинейного поведения плазмы в магнитной поле заняли 25 лет и стоили миру 30 миллиардов.
В 1978 году я предложил подумать о строительстве первого демонстрационного реактора под эгидой международного сообщества. Чтобы мир увидел: реактор - не просто чистая физика, а физика с перспективой реального выхода. Первые десять лет - до 1988 года - шли предпроектные разработки. Тогда политический климат был не очень хороший, в 1978 году СССР ввел войска в Афганистан, это все осложняло процесс...
А в 1985 году я предложил Горбачеву, когда он впервые поехал во Францию, обсудить это дело с Миттераном. Миттеран, в свою очередь, поговорил с Рейганом, и в 1986 году в Женеве было наконец принято решение о совместном проектировании ИТЭР - международного термоядерного экспериментального реактора. На все утрясания потребовалось еще два года, потому что сопротивление было большое.
- Со стороны кого?
- В Америке сопротивлялись правые, связанные с Пентагоном, они полагали, что не надо тратить деньги на термояд, а надо тратить на вооружения. Да и СССР был тогда для США противником №1, поэтому сотрудничество с Союзом в области высоких технологий вызывало настороженность в пентагоновских кругах. Но после потепления отношений в 1988 году были наконец подписаны все необходимые документы, и началась работа на проектом. Участвовали СССР, Япония, США и Объединенная Европа. Через Европу участвовала Канада. А после распада СССР через Россию в проекте участвовал Казахстан - там есть ряд интересных работ в области материаловедения и сверхпроводимости.
Работы продолжались 10 лет - до 1998 года. На тот момент мы построили весь реактор в электронном виде, в сети. По виртуальному ИТЭРу можно гулять с этажа на этаж, можно даже заглянуть в реактор. К тому времени и физика плазмы еще больше подтянулась, база данных огромная была накоплена. Так что теперь мы с вероятностью 99% знаем, что если по нашему проекту построить реальную станцию, она будет работать.
- А кто что делал? Я имею ввиду, какая страна за что отвечала?
- Центр, интегрирующий весь проект, находился в Сан-Диего; внутренней частью токомака занимались в Германии, под Мюнхеном; внешней частью реактора - в Японии. Конструкторский центр был в Петербурге, а управляющий совет ИТЭРа - здесь. Стоил проект 2 миллиарда долларов. Россия вложила всего 50 миллионов, а остальное мы внесли мозгами.
- Дорогие у нас мозги.
- Да. Кстати говоря, из всех партнеров наиболее заинтересована в успехе проекта именно Россия. Потому что если у США, Объединенной Европы или Японии еще есть шанс в одиночку построить реактор, то у России при ее нищете даже шанса такого нет. А участвуя в совместном проекте мозгами и малыми деньгами, мы имеем полное право на все разработки наравне с партнерами.
- На что же ушли такие ломовые бабки - 2 миллиарда? На виртуальный проект в компьютере?
- Нет, конечно! Все основные, наиболее критические элементы проекта выполнены "в железе" и испытаны военной промышленностью развитых стран. Сложилась целая международная кооперация заводов - многие элементы начинали делаться в одной стране, доделывались в другой, собирались в третьей. Слишком уж сложную вещь человечество задумало построить.
Например, по проекту ваккумная камера реактора имеет высоту 14 метров - высота трехэтажного дома. А точность ее изготовления - доли миллиметра! Был выполнен для обкатки технологии один элемент камеры. Его все страны делали, в том числе и Россия, а окончательные испытания проводились в Японии. Японцы построили сложнейшую систему роботов, которые будут ползать внутри реактора и менять элементы обшивки, потому что человеку там работать нельзя из-за радиоактивности. Задача робота - обрезать элемент обшивки, снять его, вынести наружу, взять новый элемент, внести, поставить на место и приварить трубопроводы... Японцы такие роботы сделали и испытали.
- Молодцы какие. Тогда не удивительно, что два миллиарда ушло.
- Нужно же было убедиться, что земная промышленность имеет оборудование, технологии и культуру, необходимые для того, чтобы построить термоядерный реактор. Убедились... Кстати, российская промышленность оказалась на высоком технологическом и организационном уровне для решения подобных высокотехнологических проектов.
В общем, в 1998 году проект первого в мире термоядерного реактора был готов. Но тогда уже стало ясно, что Соединенные Штаты больше не намерены вкладывать деньги в термояд по политическим соображениям...
- А почему США вышли термоядерного проекта, когда все уже было на мази? Они что, совсем без ума?
- У них там постоянные колебания генеральной линии, как известно... Пришла новая администрация и посчитала, что основное для Америки - информационные технологии. У них NASDAQ рос как на дрожжах. Поэтому американцы взяли и вышли из проекта, наплевав на потраченные ранее 15 миллиардов долларов.
Вообще, после того, как Америка стала единственной сверхдержавой в мире, у них начались умственные заскоки. Председатель комиссии по науке в палате представителей США заявил, что он будет поддерживать только то международное сотрудничество, которое ведет к доминированию американской науки. А проект ИТЭР был абсолютно равноправным и никакого доминирования США не предполагал.
Была и еще одна причина. Америка - страна мелкого и среднего бизнеса. В том числе научного. Там много маленьких университетских лабораторий... А маленькие лаборатории были не заинтересованы в том, чтобы строить реактор, потому что справедливо опасались, что это может повлиять на финансирование их исследований: в централизованном международном проекте для мелких лабораторий места нет. И ученые проект ИТЭР тоже не поддержали
- А сейчас?
- А теперь "генеральная линия партии" колебнулась в другую сторону - когда Буш пришел к власти, первое, что он сказал: Америка начнет вплотную заниматься энергетикой... Пришла пора платить за глупость. 20 лет США энергетикой не занимались, полагая, что энергетика - вопрос решенный путем блистательных военных операций в Персидском заливе. А теперь, когда в Калифорнии начались веерные отключения электроэнергии в связи с энергетическим кризисом, когда выросли цены на нефть, американцы спохватились и вспомнили, что с 1975 года не построили ни одного ядерного реактора в США.
На позапрошлой неделе вице-президент Чейни, который отвечает за энергетическую программу, сказал, что за ближайшие 20 лет США придется построить 1300 электростанций! На нефть собираются бурить в аляскинских национальных парках. Жареный петух-то клюнул.
Конечно, сейчас американцы будут пересматривать свою политику в области термоядерного синтеза. Я вот собираюсь скоро в США ехать, с ними разговаривать, буду звать их обратно в проект. Канадцы тоже зовут их обратно, европейцы. У американцев денег много...


Над Канадой небо синее, меж берез дожди косые -
Так похоже на Россию, только все же не Россия...

- Значит, в 1998 году США по глупости вышли из термоядерной программы. Что было потом?
- Спроектированный нами ИТЭР был рассчитан на 1,5 Гигаватта мощности, и его стоимость при строительстве составляла 8 миллиардов долларов. Но когда США вышли из проекта, остальные участники решили ужаться и сделать другой проект, подешевле - на 4 миллиарда и 500 Мегаватт. Перепроектирование по плану заняло три года и завершится оно 21 июля 2001 года.
- Ушам не верю! Я - дожил! Мы - на пороге термояда, о котором мечтали фантасты!..
- Не спешите, не спешите. Для того, чтобы построить опытный реактор, нужно еще принять решение о его строительстве. Пока что готов только проект. Мандат на переговоры о строительстве есть у европейцев; мы должны его скоро получить от нашего правительства, а японцы от своего.
- Мне невтерпеж! Сколько будут длиться переговоры?
- Переговоры будут продолжаться года полтора и должны кончиться  в конце 2002 года. Это долгое дело, потому что нужно создать новую международную организацию, которая будет заниматься строительством. Надо договориться о долях, проект-то стоит 4 миллиарда. Нужно наконец договориться о том, где его строить.
- У нас!
- Страна, которая предлагает место для строительства, берет на себя довольно большие затраты: она должна подготовить площадку, подвести коммуникации, воду... Сейчас наилучшее место предлагает Канада. На днях канадское правительство должно дать окончательное добро на предоставление площадки.
- А России никак не перебить Канаду?
- Было бы неплохо, конечно, но вряд ли получится... Мы бедные, а Канада очень яростно борется за то, чтобы строили именно у них, потому что это означает притянуть в страну высокотехнологичную промышленность. Ведь по сути эти 4 миллиарда будут вложены в канадскую землю! А потом еще 4 миллиарда на эксплуатацию... Хорошо было бы вложить эти деньги на нашей земле, но слишком уж велики начальные расходы, Россия их не потянет. Мы так даже вопрос перед правительством не ставим.
- Акции Канады в мире вырастут. Канада станет заметной страной, а не просто цивилизованной мировой провинцией. Жаль... А сколько Россия должна вложить в проект?
- Мы рассчитываем, что Россия удержится в термоядерном проекте если внесет 5-10% от его стоимости. Если учесть, что станция будет строиться 10 лет, это по 40 миллионов в год - не так уж много, но и не так уж мало для России. А вот страна, предлагающая площадку для строительства, должна внести 20-30% от полной стоимости проекта. Так что вряд ли станция будет строиться у нас. Не потянем.
- А может продать острова японцам и вложить деньги в этот проект? Реактор лучше, чем Курилы!
- Попробуйте продать... А тем временем площадка в Канаде уже готова. Кстати, в Канаде находится и весь тритий, который служит топливом для термоядерной реакции.
- А тритий дорогой?
- В будущем тритий будет производиться самим термоядерным реактором - нейтроны станут облучать литий, и на выходе мы получим тритий. А сейчас тот тритий, что лежит в Канаде - это отходы обычной атомной энергетики, которые не знают, куда девать. То есть термоядерные станции еще и экологию улучшат, перерабатывая тритий.
- Каков расход дейтерия и трития в год?
- Примерно килограмм трития и килограмм дейтерия.
- Из двух кило вещества мы получим столько энергии, чтобы обеспечивать электричеством и теплом целый город в течении года?.. Мне нравится термоядерная энергетика!



Махмуд, зажигай!

- Так, если к концу 2002 года будет принято решение о строительстве в Канаде ИТЭРа, когда он будет реально построена и даст первый ток?
- Если переговоры о начале строительства пройдут успешно, к 2010 году будет получена первая плазма, а не ток. Потому что это будет не электростанция, подчеркиваю, а экспериментальный реактор, он электричество вырабатывать не будет. Он будет выдавать только термоядерную мощность. Так же как первый в мире ядерный реактор электричество не вырабатывал.
- Почему? Хочется станцию!
- Прежде чем построить электростанцию и тратить вещи на такие простые вещи, как паровые турбины, трансформаторы,  парогенераторы, башни охлаждения, линии электропередач и прочее, нужно обкатать новое сложное оборудование термоядерного реактора. А уж когда все будет отлажено до винтика, присобачить в реактору электрические турбины и переводить получаемое тепло в электричество через нагрев воды - не проблема. Мы это давно умеем.
- Ну и сколько времени будет проходить обкатка реактора?
- Через 10 лет можно будет начинать проектирование первой термоядерной электростанции. Значит, к 2030 году будет построена  первая демонстрационная электростанция.
- А когда термоядерные станции покроют весь земной шар и настанет изобилие?
- В этом веке никогда не покроют. Но к 2050 году на термоядерных станциях Земли будет врабатываться уже несколько сотен Гигаватт.
- Это много или мало?
- 200 Гигаватт - это мощность всех электростанций России... Вообще говоря, думать, что в энергетике ХХ1 века будет доминировать только одно какое-то направление, например, термояд, неправильно. До середины века, думаю, по-прежнему будут еще жечь нефть.
- А нефти-то хватит?
- Ну, до середины века нефти точно хватит. И еще на целый век хватит газа.
- А мне один дядька по фамилии Паршев сказал, что все сырье уже кончается.
- Какой-то дядька сказал... Зайдите в Интернет, посмотрите любой сайт энергетический. Там все написано... В России 40% мировых запасов природного газа при том, что у нас население ничтожное по сравнению с миром. А мы еще шельф практическим не трогали.
- А Паршев сказал, что там нельзя вышки ставить: их снесут дрейфующие льды.
- Вы мне Явлинского напоминаете. Он говорит: денег на то, чтобы очистить Россию от радиоактивных отходов нет. Мы отвечаем: деньги на безопасное захоронение наших отходов можно заработать на переработке зарубежных отходов, иначе нас ждет экологическая катастрофа. На это Явлинский заявляет: не надо зарабатывать деньги, потому что у вас их все равно украдут!.. Так и вы: строить вышки нельзя, потому что их все равно снесет. Что значит "снесет"? Вон бразильцы без всяких льдов утопили вышку. Просто надо строить так, чтобы не сносило. Мы сейчас проектируем нефтяные платформы для Баренцова моря так, чтобы их на сантиметр сдвинуть было нельзя, не то что снести. Платформа весит 85.000 тонн, какие льды ее снесут, о чем вы говорите?
Главная проблема с газом не в том, что его мало, а в транспортировке. Нефть налил в танкер и повез. А газ транспортируется либо трубопроводами, которые нужно тянуть на тысячи километров, либо кораблями в жидком виде, что дороговато: нужно охлаждать газ до минус 140оС для сжижения.
…Так что газ и нефть будут добываться в ХХ1 веке, просто свои позиции начнет захватывать термояд. Термоядерные станции будут строиться в первую очередь там, где опасно строить атомные станции. Вот взять Сингапур. Вся страна - это один город. Проблема Сингапура в том, что там нет источников воды. Единственный маленький источник находится на территории российского посольства. Поэтому всю воду Сингапур импортирует из Малайзии, покупая ее за деньги. Можно было бы опреснять морскую воду, но для этого нужно очень много энергии. Не строить же для этого в черте города атомную станцию! А вдруг авария? И здесь термоядерная станция была бы хорошим выходом...
Вообще говоря, в этом веке главным дефицитным ресурсом для планеты будет пресная вода. Уже сейчас 75% населения планеты пьет воду ненадлежащего качества. Ежегодно несколько миллионов человек на планете умирает от плохого качества воды... Для того, чтобы напоить человечество, потребуется масса энергии.


Техника без опасности.

- Вы сказали, что термоядерная станция безопаснее атомной. Но ведь водородная бомба "опаснее" атомной.
- Атомная станция теоретически грозит атомным взрывом, если нарушить всю защиту, какая там есть. А термоядерная станция термоядерным взрывом не грозит даже теоретически. Если в обшивке термоядерного реактора образуется малюсенькая трещина и нарушится герметичность, реактор просто погаснет в течении нескольких миллисекунд. Да и количество реагирующего вещества, разогретого до 100.000.000 градусов, в этом огромном реакторе - милиграммы. Там практически вакуум.
А вообще, потенциал радиоактивного загрязнения у термоядерного реактора на шесть порядков меньше, чем у атомного.
- Шесть порядков - это миллион.
- Да, термояд в миллион раз безопаснее.
- Елки-палки... А как насчет другого? Вы сказали, что внутри реактора роботы будут менять радиоактивные куски внутренней обшивки реактора, потому что человеку там быть нельзя. И куда же потом девать облученные куски обшивки? Ее же через год нейтронами избомбардирует до полной непригодности, крошиться будет и фонить страшно.
- Обшивка (бланкет) делается из графита и стоит 30-50 лет, а вовсе не год. Вот у нас в институте есть урановый реактор, который Курчатов сам, своими руками сложил из графита. Так он продолжает работать с 1946 года. И мы не меняли ни топливо, ни графит.
А после 30 лет эксплуатации эти модули будут заменены, сложены на площадку и отлежатся лет 10 до тех пор, пока не пропадет внутренняя активность. Дальше они пойдут в рециклинг. В проекте все рассчитано - сколько будет стоить их хранение, переработка. Фонить они будут слабо, потому что вся радиоактивность будет внутри массива.
В отличие от ядерной энергетики, где распадается ядро урана и получаются радиоактивные продукты распада - цезий, благородные газы - в термоядерной нет никаких радиоактивных отходов. Фонить будет только внутренняя оболочка реактора, облученная нейтронами. Это не страшно. Когда американцы разбирают свои атомные подводные лодки, части облученной нейтронами обшивки просто ставят на землю - они никакой опасности не представляют.
- Так сколько все же будет стоить киловатт-час термоядерной энергии, если станцию из-за дороговизны всем миром строят?
- Трудно сказать. А сколько тогда будут стоить нефть и газ? Конечно, на сегодняшний день термоядерная электроэнергия была бы неконкурентоспособной из-за огромных капитальных вложений. Но когда-то и атомные станции считались неконкурентоспособными, а сейчас "атомное" электричество - самое выгодное и дешевое и в Америке, и в России. Потому что доля топливных затрат в атомной энергетике очень мала. А в термоядерных станциях доля топлива еще ниже.
И нужно еще учитывать вот что: у обычной энергетики очень велики косвенные затраты - транспортировка топлива, экологические потери... Например, вы знаете, что почти половина озер Америки не пригодна для проживания рыбы?
- Почему? Они так следят за экологией...
- Из-за кислотных дождей, которые являются результатом сжигания угля. Ведь до половины электроэнергии в США получают сжиганием угля. "Угольное" электричество дешевое, американцам это нравится. Но оно дешевое только потому, что не учитывается экологический вред.  А его придется учитывать. Так что будущее за экологически чистым термоядом.

Александр НИКОНОВ

http://www.razgovor.org/interviu/article1177/