О двигателях для космоса и энергии для Земли

Российские ученые ведут активную разработку термоядерного (плазменного) двигателя для космических аппаратов. Он позволит в десятки раз сократить время полета кораблей к другим планетам, откроет эру регулярных грузовых полетов и создаст возможность для пилотируемых миссий в дальний космос. Об этом на 53-й Международной звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу сообщил президент Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук.

— Особенность этой технологии — использование открытой ловушки для удержания плазмы. Эту концепцию предложили Герш Будкер и Игорь Головин, прообраз установки был создан в Курчатовском институте. Позже разработки были продолжены в Институте ядерной физики СО РАН, который в настоящее время выполняет роль центра компетенций по этой теме, — рассказал он.

Также Михаил Ковальчук отметил результаты, достигнутые на одном из классических термоядерных реакторов — установке Т-15МД в НИЦ «Курчатовский институт». Он напомнил, что 18 мая 2021 года был осуществлен физический пуск токамака. Спустя всего два года на нем получили первую высокотемпературную плазму в круглой форме, а в апреле 2025-го — ее диверторную конфигурацию. Это режим удержания плазмы, при котором она приобретает форму, необходимую для полноценной работы термоядерного реактора.

Следующий шаг — это создание на базе Т-15МД термоядерного источника нейтронов. Облучая этими частицами атомы изотопа тория-232, специалисты смогут получать делящийся изотоп урана-233 — перспективное ядерное топливо для реакторов нового поколения. Таким образом российские ученые намерены встроить токамаки в замкнутый цикл, в котором отработавшее ядерное топливо перерабатывают и используют снова в других типах реакторов. По мнению Михаила Ковальчука, такой проект может оказаться перспективнее для реализации, чем «классическая» термоядерная энергетика.

Как будут строить термоядерные электростанции

Гендиректор корпорации «Росатом» Алексей Лихачев отметил успешное взаимодействие российских ученых с зарубежными коллегами в рамках проекта ИТЭР — международного экспериментального токамака, который создают, чтобы испытать и отработать технологии управляемого термоядерного синтеза как источника практически неисчерпаемой энергии.

— В физике плазмы токамака остается ряд нерешенных задач. Речь идет о предотвращении срывов, подавлении неустойчивостей, выборе оптимального сечения плазменного шнура и так далее. Это инженерные задачи, решение которых отечественные специалисты отрабатывают в рамках международного сотрудничества, — сообщил глава «Росатома».

Один из наиболее амбициозных проектов российских атомщиков — создание ТРТ — токамака с реакторными технологиями. Это «переходное звено» от исследовательских реакторов к будущим «рабочим» установкам. ТРТ — прототип энергетической термоядерной установки, где будут отрабатываться технологии для дальнейшей практики. Успешная реализация опытного проекта в будущем позволит по аналогии строить компактные, мощные и безопасные термоядерные электростанции.

«Реализация в течение следующего десятилетия возможности получения электричества как продукта термоядерной энергии – задача крайне вдохновляющая, но исключительно сложная», — отметил Алексей Лихачев.

Он подчеркнул, что специалистам придется вернуться к опыту «отцов-основателей» атомной отрасли — одновременно возводить крупный научный и индустриальный объект и создавать теорию для него, проверять ее и реализовать в виде научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ.

Звенигородская конференция продлится до 20 марта включительно. Программа форума охватит широкий спектр научных направлений — от исследований магнитного и инерциального термоядерного синтеза до изучения физических процессов в низкотемпературной плазме и развития плазменных технологий. Отдельные секции будут посвящены вопросам материаловедения, диагностики плазмы и внедрения инновационных решений в энергетические системы будущего.