Новости

Премьера нового фильма из цикла «Большой Скачок» в День российской науки

Из первой серии проекта «Ловушка для Солнца» телезрители узнают о последних разработках отечественных ученых в поиске неисчерпаемого источника энергии, новейших исследованиях Курчатовского института и многом другом.
Чтобы разобраться в термоядерном синтезе и узнать подробнее о премьерном показе, мы задали несколько вопросов научному редактору программы Ивану Семенову.

Иван, большое внимание в фильме уделено оборудованию для проведения термоядерных реакций, на котором работают ученые Курчатовского института. Оно выглядит достаточно «пожившим». Требуют ли ядерные технологии инноваций или проверенного опыта? Расскажите подробнее об установке Т-10, как она обрастала устройствами и какие открытия смогли сделать ученые с помощью этой аппаратуры?

Технологии термоядерного синтеза начали разрабатывать в 50-е годы прошлого века, когда в связи с успехом работы над водородной бомбой физики загорелись идеей снабдить человечество неограниченным источником дешевой и чистой термоядерной энергии. Такой, что рождается в недрах Солнца. Первой установкой была советская тороидальная камера с магнитными катушками — токамак. Впервые такая установка была построена в Курчатовском институте в Москве в 1958 году. И это технологическое решение остается к настоящему моменту самым распространенным и разработанным в мире. Существуют и другие модели термоядерных установок, например стелларатор, конструкция которого была предложена американскими физиками тоже в 50-е годы. Есть и более современные разработки, например открытые ловушки. И все же самый большой и современный исследовательский термоядерный реактор, который сейчас строится на юге Франции с помощью 35 стран (ИТЭР), реализует хорошо проверенную временем принципиальную схему тороидальной камеры. Инноваций там очень много, но они касаются в основном повышения надежности, точности и тщательности работы. Стоит хотя бы упомянуть о проблеме пыли в вакуумной камере, которая просто вбирает в себя реакторные газы дейтерий и тритий и может остановить термоядерную реакцию.

Что касается реактора Т-10, о котором мы также рассказываем в фильме, — это крупнейший действующий сегодня экспериментальный токамак в России. Он построен в 1975 году, но это вовсе не означает, что всем его компонентам и приборам 42 года! Установка постоянно совершенствуется, на ней испытываются новые технологии, в том числе и для сверхсовременного международного проекта ИТЭР. Например, сейчас на Т-10 испытывают новые гиротроны — устройства для первоначального нагрева газа до температуры, достаточной для начала реакции.

Среди достижений Т-10 можно назвать, например, такое: в этом реакторе впервые в мире были получены электронные температуры порядка 10 килоэлектронвольт, что в привычных единицах соответствует примерно 100 млн градусов.

Какова температура в термоядерной плазме внутри установки Т-10?

Солнечные недра, где ядра водорода частично превращаются в нейтроны и соединяются в ядра гелия, разогреты до 15 млн градусов. Но на Солнце совсем другие условия, чем в земных реакторах: плазма там удерживается силами гравитации под огромным давлением. На Земле для запуска управляемой термоядерной реакции в вакуумной камере приходится нагревать плазму гораздо сильнее, не меньше чем до 50 млн градусов. Температура самой реакции может доходить до 100 млн градусов. Но температура — не единственная важная характеристика плазменного шнура. Очень важно время, в течение которого его удается удержать, а также плотность плазмы. Только хорошее сочетание этих показателей могут сделать термоядерную реакцию энергетически выгодной.

Как вы думаете, сколько времени потребуется ученым для создания первой термоядерной энергетической станции?

Если международный исследовательский реактор ИТЭР успешно начнет действовать в 2030 году, думаю, технологии, которые на нем удастся создать и отработать, позволят говорить об энергетически выгодном управляемом термоядерном синтезе где-нибудь к концу этого века. Хотя, конечно, не исключены научные прорывы. Себя может зарекомендовать другая выгодная модель термоядерного реактора, которая не будет токамаком. И все же технологии в этой области столь сложны и прецизионны, что ожидать «внезапного прорыва» или «озарения» вряд ли приходится.

Тем временем термоядерные реакции могут помочь человечеству в преодолении энергетического кризиса уже сейчас. Можно создавать так называемые гибридные реакторы, в которых термоядерная реакция будет служить для наработки высококачественного ядерного топлива из распространенных радиоактивных элементов, например тория.

О чем будет вторая серия проекта?

Во второй части фильма мы рассказываем, какие технологические проблемы решаются на реакторе Т-10 сегодня, чем отличается стелларатор от токамака и как строится международный реактор ИТЭР. Завершается фильм предложениями российских ученых создать гибридный ядерно-термоядерный реактор, который был упомянут в ответе на предыдущий вопрос.

Программа «Большой скачок» стала финалистом премии «За верность науке» в номинации «Лучшая телевизионная программа о науке». Что вы чувствуете по этому поводу?

Ученые не очень любят телевизионщиков и иногда ругают их. И часто за дело. Есть в нашей профессии склонность схватиться за жареный, но мало проверенный факт и раздуть из него сенсацию. Так шествуют, к сожалению, по экранам зеленые человечки, торсионные поля и всяческая красная ртуть.

Как научный редактор канала могу сказать, что с нашей точки зрения та самая верность науке должна быть приоритетом популяризаторской деятельности. Поэтому мы стараемся не только тщательно проверять каждый термин и каждую цифру, которые упоминаются в наших фильмах, но и очень скрупулезно подходим к отбору людей науки, с которыми мы знакомим зрителей. Можно с удовлетворением отметить, что за последние годы редакция канала «Наука» не получила ни одного упрека по поводу персоналий: шарлатанов и недобросовестных прожектёров в нашем эфире не бывает! А если мы обсуждаем некоторую спорную теорию или научный метод, у нас обязательно показывается несколько точек зрения и сообщается наиболее признанное современной наукой мнение.

Еще одна сторона верности науке — стараться рассказывать о самом сложном и передовом в простой увлекательной форме. Чтобы заинтересовать людей, особенно молодежь. Ведь если трудной наукой будут интересоваться только действующие ученые, возникает вопрос: кто пополнит их ряды через 10–15 лет?

Иван, сегодня День российской науки. Как по-вашему, какой следующий скачок сделает отечественная наука в ближайшее время?

В современном мире «национально обособленные» научные скачки почти невозможны. Даже математику, которому для работы нужны, по большому счету, лишь ручка, бумага и тихая комната, без обмена мыслями с коллегами по всему миру трудно достичь заметных высот. Что же касается, например, физики, я очень рассчитываю, что российские ученые продолжат вносить весомый вклад в международные проекты ЦЕРНа, ИТЭР, о котором речь шла выше, XFEL — европейский рентгеновский лазер на свободных электронах.

С нетерпением ждем, когда в Дубне заработает Фабрика сверхтяжелых элементов. Еще много клеточек таблицы Менделеева, надеюсь, будут заполнены фамилиями российских ученых и названиями наших мест.

Ждем практических результатов очень перспективных российских (и международных с российским участием) исследований в биологии и медицине, в геномике, нейробиологии, гематологии и геронтологии, например.

Российские информационные технологии развиваются на мировом уровне — но это опять, конечно, интернациональная наука. Думаю, скоро мы сможем очень широко пользоваться услугами искусственного интеллекта, разработанного преимущественно нашими программистами.

И конечно, ждем Нобелевских премий, которых явно заслуживают наши соотечественники в области физики и химии. Чтобы никого не смущать, фамилий не назову, но имеются в виду конкретные известные люди.

Читайте также
Россия, США и другие: каким космическим оружием располагают разные страны
Россия, США и другие: каким космическим оружием располагают разные страны
Космическое оружие уже существует в реальности и активно испытывается.
Что, если бы у человека был хвост: подборка научных мемов
Что, если бы у человека был хвост: подборка научных мемов
Смысл существования человека с точки зрения вороны и другое.
Научный перевод. Как спорить со сторонниками теорий заговора
Научный перевод. Как спорить со сторонниками теорий заговора
Как спорить с конспирологами? Не кричите на них и не смейтесь над ними.