Мы в соцсетях:

Новое поколение
  • Введите больше 3 букв для начала поиска.
Все статьи
articlePicture
ИсследованияНаука

Энергетика будущего «варится» в токамаке

Десятая, юбилейная, конференция в Национальном ядерном центре РК, где обсуждалась злободневная ядерная тема «Семипалатинский испытательный полигон: наследие и перспективы развития научно-технического потенциала», осталась незамеченной на фоне споров о необходимости строительства в Казахстане атомной станции. Хотя где как ни в Курчатове говорить об атоме, его возможностях и перспективах. Серия выступлений была посвящена вопросам безопасности атомной и развитию термоядерной энергетики

Безопасный атом

По сообщению Министерства энергетики РК, дефицит электрической энергии и мощностей будет ежегодно расти. До конца этого года потребление превысит производство электроэнергии на 1,6 миллиарда кВт/ч, такой же «минус» будет и в следующем году. Согласно данным из прогнозного баланса электроэнергии Единой энергетической системы РК на 2023 - 2029 годы, через шесть лет разрыв производства и потребления составит уже 5,5 миллиарда кВт/ч. Чтобы залатать энергетическую «брешь», необходимы новые мощности. Среди них рассматривается и строительство АЭС. И это вполне сочетается с реализацией намеченных планов зеленой экономики. Сегодня более 30 государств используют возможности ядерной энергетики. Заметим: в основном это экономически развитые государства. Так что тема безопасного атома остается главной.

Как отметили в ходе конференции специалисты, целью обеспечения безопасности атомной электростанции является уменьшение выброса радиоактивных нуклидов в окружающую среду даже в случае серьезной аварии. И такие сценарии ученые прорабатывают, и эксперименты показывают хороший результат. 

Более 30 лет в РГП «Национальный ядерный центр РК» проводятся работы по обеспечению безопасности атомной энергетики на экспериментальных стендах АНГАРА и ВЧГ-135. За это время накоплен большой объем экспериментальной информации о процессах, протекающих при развитии постулируемых тяжелых аварий на ядерных реакторах. Создан уникальный комплекс, работающий с облученными ядерными материалами. Более того, проведены различные испытания, где ситуация максимально приближена к условиям тяжелой аварии с разрушением активной зоны. Как отметили эксперты в ходе конференции, впервые в международной практике реакторных испытаний обеспечены расплавление и контролируемое перемещение представительных объемов ядерного материала. Подобных испытаний нигде в мире не проводили. Все это ляжет в основу технических решений, направленных на создание максимально безопасного реактора на быстрых нейтронах с внутренне присущим свойством безопасности и исключение возможности возникновения повторной критичности при развитии тяжелой аварии. 

Водородная энергетика и термоядерный синтез

О перспективах развития двух этих направлений говорилось в Курчатове. Поэтому как тут ни вспомнить международный термоядерный экспериментальный реактор ИТЭР - токамак, строящийся в Кадараше (Франция). Главная идея состоит в том, чтобы продемонстрировать использование термоядерной реакции в энергетике. В основе реактора лежит принцип получения энергии с помощью синтеза изотопов водорода в плазме с температурой выше 100 миллионов градусов по Цельсию.

Токамак - это тороидальная камера с магнитными катушками. Главный принцип ее работы сводится к тому, что плазма не взаимодействует со стенками камеры, а как бы висит в пространстве, удерживаемая сверхмощным магнитным полем. Первый токамак был построен в 1954 году и долгое время существовал только в СССР. Есть свой токамак и у Казахстана. Ученые понимают: термоядерный синтез - перспективная технология, с помощью которой в будущем, не исключено, человечество решит проблему поиска альтернативных источников энергии. Казахстанская установка была построена к 2010 году в Курчатове. Как отметили в ходе конференции, сейчас на токамаке проводятся работы по выводу установки на проектные параметры, что позволит начать полномасштабные материаловедческие исследования и исследования в области физики плазмы. Работают в этом направлении и российские ученые. Сейчас в Российской Федерации ведется эскизное проектирование установки токамак с реакторными технологиями.

К слову, проведенные исследования на уникальном и первом в мире материаловедческом токамаке позволили Казахстану войти в 10 ведущих стран мира, обладающих технологиями управляемого термоядерного синтеза.

Кадры решают все

Современный мир находится в постоянном движении. Инновационная деятельность привела мировое сообщество к новой, более высокой ступени развития. Научно-испытательный комплекс на базе бывшего Семипалатинского испытательного полигона был создан 15 мая 1992 года. Правительство РК поставило ряд задач: ликвидация последствий испытаний ядерного оружия на территории Казахстана; создание научно-технической, технологической и кадровой базы для развития атомной энергетики в Казахстане; конверсия бывшего военно-промышленного комплекса Семипалатинского испытательного полигона и использование его научно-технического потенциала в интересах Республики Казахстан; контроль за испытаниями ядерного оружия на действующих полигонах мира. Для решения этих сложных задач требуются высококвалифицированные кадры. 

В начале 90-х годов центр начал испытывать кадровый голод. Более 25 лет назад в целях подготовки кадров по атомной энергетике и проведения современных научных исследований была разработана Программа сотрудничества Национального ядерного центра РК и ГУ «Семей». На базе Государственного университета «Семей» в 1996 году была открыта уникальная специальность «ядерные и энергетические установки». В 1997-м впервые в Казахстане открыли филиал кафедры общей физики на базе НЯЦ. Основная цель филиала - подготовка студентов по специальностям «физика» и «ядерные реакторы и энергетические установки». В дальнейшем подготовка кадров для атомной энергетики расширилась. Для совместной подготовки ядерщиков были привлечены другие отечественные и зарубежные вузы: КазНУ имени аль-Фараби, КазНИТУ имени К.И. Сатпаева, ЕНУ имени Л.Н. Гумилева и другие. Ежегодно около 200 студентов задействованы в учебных занятиях. Они проходят производственную и дипломную практику в институтах Национального ядерного центра. 

Боимся всего непонятного

Как бы мы ни относились к ядерной энергии, термоядерному синтезу, ученые не перестанут работать в этом направлении, хорошо понимая, что за ним - будущее. Другой вопрос - безопасность. Она не меньше волнует тех же ученых, и в ходе конференции были приведены примеры многих исследований и экспериментов по вопросам безопасности. Ведь у атомщиков тоже есть семьи. Большинству все эти термины скорее непонятны, а какие-то познания - вырванная из контекста в интернете чья-либо цитата. Потому все это напоминает страх перед полетом на самолете: человек боится летать, потому что не может сделать этого сам. Так что страх упасть всегда есть. Впрочем, статистика уверяет, что самолет - наиболее безопасный вид транспорта в отличие от автомобиля.  Хотя здесь навыки полета не нужны.