Журнал «Вокруг Света» №10 за 2008 год
Шрифт:
А что же стеллараторы?
После закрытия американской стеллараторной программы исследования на них продолжались в СССР, Англии, Германии, Франции, а потом и в Японии. Были найдены причины неудачи американских экспериментов. Главная из них — недооценка точности, с которой должны изготавливаться обмотки магнитов. Она лежит на пределе возможностей современного машиностроения. К тому же детали магнитной системы стелларатора имеют крайне сложную форму и сделаны из очень неудобных материалов — меди или сверхпроводящих сплавов. Ошибки масштаба 1:10 000 в размерах или форме магнитных обмоток приводят к заметным нарушениям структуры магнитного поля. Ловушка становится «дырявой» и время удержания плазмы резко падает. Поэтому построить стелларатор намного сложнее, чем такого же размера токамак.
В то же время стелларатор в качестве основы будущего термоядерного реактора имеет важные преимущества. Магнитное поле в нем можно не выключать годами. То есть в принципе он может работать в постоянном режиме, что и требуется для термоядерного реактора. В токамаке же для поддержания тока в плазме требуется импульсное магнитное поле, так что время существования плазмы в нем ограничено. Удастся ли добиться стационарного режима в реакторе-токамаке, пока никто не знает.
Другое важное преимущество стеллараторов — отсутствие самой опасной из неустойчивостей плазмы, так называемых больших срывов. В токамаке винтовое магнитное поле создается током, который течет прямо по плазме и подвержен колебаниям и движениям вместе с ней. Иногда в результате этих колебаний структура удерживающего магнитного поля меняется так неудачно, что плазма буквально вылетает на стенку камеры. Это и есть большой срыв. В таком крупном реакторе, как ИТЭР, где запас энергии плазмы эквивалентен 250 килограммам тротила, это может привести даже к разрушению стенки реактора. Вот почему в проект заложено требование: большой срыв может случаться не чаще раза в год. Зато в стеллараторах, где структура магнитного поля не зависит от движения плазмы, такой проблемы просто нет.
Исследования на стеллараторах прошли тот же длинный путь, что и на токамаках. Но по объему выполненных научных работ стеллараторы отстают от токамаков на целое поколение — лет на 10. Это и понятно — в мире работает около 200 токамаков и всего несколько стеллараторов. И все же отставание постепенно сокращается. Время удержания плазмы в современных стеллараторах составляет уже десятые доли секунды, а ее параметры в самых крупных моделях — немецком Wendelstein и японском LHD — не уступают лучшим достижениям токамаков и приближаются к реакторным. Мощность термоядерных реакций достигает уже 80% от вложенной в плазму. При обсуждении долговременных планов развития термоядерной энергетики часто высказывается мысль, что первые реакторы, конечно, должны быть токамаками, а вот первая термоядерная электростанция, возможно, будет построена на основе стелларатора.
Международный план ускоренного создания термоядерной энергетики
2007–2014 ИТЭР: строительство
2008–2014 СИМ: строительство
2012–2017 ДЕМО: концептуальное проектирование
2015–2018 ИТЭР: эксперименты с водородной и дейтериевой плазмой
2015–2023 СИМ: тестирование сталей
2017–2024 ДЕМО: инженерное проектирование
2019–2025 ИТЭР: первая фаза работ с дейтерий-тритиевой плазмой
2024–2033 ДЕМО: строительство реактора и первой очереди бланкета
2025–2036 ИТЭР: вторая фаза работ с дейтерий-тритиевой плазмой
2028–2040 СИМ: тестирование специальных материалов
2031–2037 ТЯЭС: концептуальное проектирование
2033–2041 ДЕМО: тестовая эксплуатация, строительство второй очереди бланкета
2037 ИТЭР: демонтаж
2037–2045 ТЯЭС: начало инженерного проектирования
2041 ДЕМО: начало эксплуатации
2045 ТЯЭС: начало строительства
Даешь термояд к середине века!
Строительство реактора ИТЭР займет 8 лет и первая плазма в реакторе должна появиться в 2015 году. Сначала в экспериментах будет использоваться обыкновенный водород, без дейтерия и трития, чтобы научиться выводить параметры разряда на расчетный режим. Затем пройдут эксперименты с дейтериевой плазмой, и только потом будет добавлен тритий. Делается это для того, чтобы не расходовать ресурс по наведенной радиоактивности, пока решаются задачи, прямо не связанные с осуществлением термоядерной реакции. Одновременно в Японии сооружается Стенд для испытания материалов (СИМ). На нем будут изучаться последствия нейтронного облучения специальных марок стали и других материалов, использующихся для сооружения реактора.
Следующий шаг — создание Демонстрационного реактора ДЕМО. Его проектирование начнется после 2015 года, а запуск ожидается в 2030—2035 годах. В нем уже должен быть реализован полный цикл переработки термоядерной энергии с выдачей электричества во внешнюю сеть, чтобы продемонстрировать не только принципиальную осуществимость, но и коммерческую привлекательность термоядерного реактора. И, наконец, около 2045 года может начаться строительство коммерческой термоядерной электростанции (ТЯЭС).
В этом плане каждый шаг начинается еще до завершения предыдущего. Получаемые в результате испытаний данные сразу же учитываются и используются в ходе создания следующей установки. Это позволит сэкономить около 20 лет. И все равно энергия от термоядерных электростанций придет в дома не раньше 2050 года.
Геннадий Воронов
Братство «Веселого Роджера»
Рис. Антона Батова
Романтический миф о морских разбойниках уже лет 200 постоянно подогревался фольклорной традицией, приключенческой литературой и кинематографом и настолько вошел в сознание, что теперь почти невозможно разглядеть за ним такое непростое социальное явление, как пиратство.
Корсары, флибустьеры, рейдеры, каперы, ликеделеры, витальеры, гёзы, ускоки, приватиры, форбаны, вако… Одно только перечисление этих терминов свидетельствует: феномен пиратства очень неоднороден. В разные исторические эпохи, в разных географических областях, у разных племен и народов в течение нескольких десятилетий, на расстоянии десятков километров пиратство видоизменялось, приспосабливаясь к обстоятельствам места и времени.
Происхождение слова «пиратство» связывают с греческим глаголом «peiran», то есть «пробовать», «пытать счастья». Латинское же «pirata», означавшее именно морского разбойника, появилось в римскую эпоху. По определению словаря пиратом может быть признан любой человек, занимающийся грабежом на море или на побережье, высадившись на него с каких-либо плавсредств. В качестве синонима «пирату» часто приводят слово «корсар». Но на самом деле корсары (они же каперы или приватиры) — не разбойники. Эти «морские партизаны» тем и отличались, что были своего рода диверсантами на государственной службе, охотились за трофеями лишь с разрешения официальных властей, которые выдавали им соответствующие лицензии — на право грабежа неприятельской собственности (так называемые каперские свидетельства). Как эффективное средство ведения войны на море каперство возникло в Европе на рубеже XIII—XIV веков, когда государства не имели больших военных флотов. И уже тогда от него не было спасения...
Но вернемся к пиратам. Невозможно точно сказать, где и когда они появились впервые, но то что морской разбой может быть назван одной из первых древнейших профессий — это несомненно. То был бич торгового мореплавания и в Древнем мире, и в Средневековье, и в Новое время. Даже в наш постиндустриальный век пираты успешно орудуют на линиях сверхсовременного судоходства в Юго-Восточной Азии, Западной Африке, у берегов Сомали… Каковы же социальные корни этого ремесла, кто объединялся и объединяется в разбойничьи братства? Да кто угодно: беглые рабы, каторжники и кабальные слуги; дезертиры или уволенные со службы моряки и солдаты; несостоятельные должники, разорившиеся крестьяне, ремесленники, мелкие торговцы и дворяне; люди, преследуемые по политическим или религиозным мотивам; авантюристы и уголовники. Заметим, что не только голодный желудок и обиды на несправедливый порядок привлекали гонимых и отверженных смельчаков в пиратские банды. Их ряды пополнялись и за счет людей вполне обеспеченных, даже аристократов, но попросту жестоких или желавших приумножить свое состояние за счет грабежа — он на протяжении истории, бывало, считался делом вполне благородным. Так, Плутарх в жизнеописании Гнея Помпея (106—48 годы до н. э.) имел повод отметить: «Когда римляне в пору гражданских войн сражались у самых ворот Рима, море, оставленное без охраны, стало мало-помалу привлекать пиратов и поощряло их на дальнейшие предприятия... Уже многие люди, состоятельные, знатные и, по общему суждению, благоразумные, начали вступать на борт разбойничьих кораблей и принимать участие в пиратском промысле, как будто он мог принести им славу и почет».