Не верьте тем, кто называет Россию сырьевой страной. Разруха 1990-х нанесла серьезный удар по отечественной науке и предприятиям, но, как выясняется сегодня, он был не смертельным. В наши дни российское высокотехнологичное производство переживает второе рождение. Убедиться в этом можно, съездив в город Глазов (Удмуртия), где на «Чепецком механическом заводе» недавно выпустили первую опытную партию настоящих элементов будущего – сверхпроводящих стрендов, которые будут использованы в интернациональном термоядерном экспериментальном реакторе (ИТЭР).

Международным проект ИТЭР (от английского – International Thermonuclear Experimental Reactor) стал в 1986 году, когда глава СССР Михаил Горбачев во время визита во Францию предложил тогдашнему президенту Франсуа Миттерану объединить усилия двух стран в работе над созданием термоядерного реактора. Позже к проекту присоединились и другие государства. В результате сегодня в создании ИТЭРа, кроме России, участвуют США, Евросоюз, Япония, Китай, Индия и Южная Корея.

Надо сказать, что и у России, и у других стран на тот момент имелись собственные разработки строительства ИТЭРа, доведенные до стадии технических проектов, однако реализовать в одиночку их было бы крайне сложно. Стоимость сооружения ИТЭР составляет примерно 5 миллиардов евро, еще столько же предстоит потратить на период его работы и вывод из эксплуатации.

ИТЭР можно с уверенностью назвать одним из величайших проектов в истории человечества, по затратам его можно сравнить, пожалуй, лишь со строительством Международной космической станции (МКС). И это отнюдь не случайно: ведь ИТЭР – это последний шаг на пути освоения термоядерной энергии.

«Сегодня рост мирового ВВП на 1% требует увеличения энергетических мощностей не менее чем на 0,5%, что делает проблему энергоресурсов одной из ключевых. Это вопрос жизни», – считает Александр Шиков, заместитель Директора ВНИИ неорганических материалов им. академика А. А. Бочвара, один из членов Научно-технического Координационного Совета ИТЭР в России и главный разработчик российских сверхпроводников.

Действительно, по самым оптимистичным прогнозам, основных источников электроэнергии хватит примерно на сто лет: запасы нефти человечество исчерпает через 40 – 50 лет, газа – максимум через 80, урана – через 100. Запасов угля теоретически может хватить на больший срок, но использование этого органического топлива в качестве основного ставит планету на грань экологической катастрофы из-за вредных выбросов в атмосферу. В свою очередь, солнечная, ветряная и гидроэнергетика не могут удовлетворить основных потребностей, а могут рассматриваться лишь как вспомогательные источники электроэнергии. В этой связи именно термоядерная энергетика может стать реальной альтернативой сегодняшним видам топлива.

Наиболее доступным способом осуществления управляемого термоядерного синтеза является реакция слияния ядер изотопов водорода – дейтерия и трития, в результате которой выделяется колоссальное количество энергии. В этой связи термоядерная энергетика имеет целый ряд преимуществ.

Во-первых, такой вид топлива является практически неисчерпаемым – запасы дейтерия содержатся в воде океанов, трития на Земле крайне мало, однако его не сложно получить с помощью другого элемента – лития, содержание которого в земной коре в 200 раз больше, чем запасов урана. Для того чтобы представить, насколько дейтерий-тритиевое топливо калорийнее нефти, достаточно сказать, что при «сжигании» дейтерия, содержащегося в бутылке воды, выделится столько же энергии, сколько при сжигании одной бочки бензина.

Во-вторых, радиационная биологическая опасность термоядерных реакторов примерно в тысячу раз ниже, чем реакторов деления – при возможной аварийной ситуации радиоактивный фон вблизи такой станции не превысит природных показателей.

Наконец, большим преимуществом термоядерной энергетики над ядерной является отсутствие «тяжелых» радиоактивных отходов, что снимает проблему их захоронения. Впрочем, утверждать, что с введением в эксплуатацию термоядерных реакторов нынешние АЭС не будут востребованы, пока не приходится. «На мой взгляд, на сегодняшний день следует говорить о сосуществовании двух типов атомной энергетики. По крайней мере, до конца столетия термоядерные технологии явно не потеснят атомные», – уверяет Валерий Беляков, заместитель Генерального директора НИИЭФА им. Д. В. Ефремова.

Строительство ИТЭР, которое в эти дни начинается во французском городе Кадараше, планируется завершить в 2016 году. Однако это отнюдь не финальная стадия. «Важно понимать, что основная цель ИТЭР – не выработка электроэнергии, это проверка с инженерной точки зрения работоспособности системы сложнейших устройств. После будет построен, так называемый, «демо-реактор» – демонстрационной коммерческий реактор, который должен будет показать экономическую рентабельность проекта. И только после этого, т. е. примерно в середине века, можно будет говорить о начале строительства термоядерных электростанций», – объясняет Александр Шиков.

Не трудно представить, насколько серьезные требования предъявляются ко всем элементам будущего ИТЭР. «Контроль над качеством поставляемых материалов будет жесточайший. Ведь в случае неисправности одной из частей, ремонт всей системы будет крайне сложен технологически», – подчеркивает Генеральный директор НИИЭФА им. Д. В. Ефремова Олег Филатов, руководитель российской части проекта ИТЭР.

Магнитная система ИТЭР, которая создает уникальные условия для удержания и термоизоляции плазмы в термоядерном реакторе, будет содержать центральный соленоид, создающий магнитное поле, а также обмотки тороидального и полоидального полей, стренды для которых будут изготовлены на «Чепецком механическом заводе».

По сути, сверхпроводящая система является самой сложной и самой дорогой в ИТЭРе. На стадии строительства четверть вклада России в международный проект будет составлять сверхпроводящая технология – согласно контракту, в Глазове будет произведено до 20% стрендов на основе сплава ниобий-олова и 18% проводящей системы на основе ниобий-титана.

«Мне кажется, что «Чепецкий механический завод» может служить ярким примером того, как мы в России можем решать самые сложные высокотехнологичные задачи», – делится своими впечатлениями Директор Института ядерного синтеза РНЦ «Курчатовский институт» Валентин Смирнов, посетивший Глазов в рамках заседания Совета ИТЭР.

На сегодняшний день предприятием уже выпущена первая партия сверхпроводящих стрендов на основе ниобий-олова в количестве 0,5 тонн. В мае 2008 года на ОАО «ЧМЗ» закончится ввод в эксплуатацию оборудования основной технологической цепочки сверхпроводящих ниобий-титановых стрендов производительностью до 5 тонн. В этом году планируется осуществить выпуск опытной партии, а промышленное производство сверхпроводников начнется уже в 2009 году. «Я абсолютно уверен, что Россия со своими обязательствами справится», – полагает Смирнов.

Участие в проекте ИТЭР открывает для России принципиально новые возможности по выходу на мировые рынки сверхпроводящих материалов. Данный вид продукции найдет свое применение в изготовлении сверхтемпературных проводников, накопителей энергии и токоограничителей, а также медицинских томографов и диагностических приборов. «Раньше в развитых странах считалось нормальным иметь один томограф на 100 тысяч жителей, требования сегодняшнего дня – один томограф на 50 тысяч»,— говорит Александр Шиков.

Стоит отметить, что заказы на производство сверхпроводящих материалов из-за рубежа уже поступают. Но если раньше мощностей для производства СПМ в промышленных масштабах у России не было, то сейчас они есть – на Чепецком заводе. Так что Россия доказала, что по-прежнему является одним из мировых лидеров по производству высокотехнологичной продукции, и способна на равных конкурировать с ведущими западными компаниями.