Проект ИТЭР (ITER)

ITER (ИТЭР) — проект международного экспериментального термоядерного реактора.

Первоначально название ITER было образовано как сокращение английского названия International Thermonuclear Experimental Reactor (Международный термоядерный экспериментальный реактор). В настоящее время оно, официально, не считается аббревиатурой, а связывается с латинским словом iter — путь.

Задача ИТЭР заключается в демонстрации осуществимости создания термоядерного реактора и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути.

В настоящее время проектирование реактора полностью закончено и выбрано место для его строительства — французский город Кадараш.Страны-участницы: Евросоюз, Индия, Китай, Республика Корея, Россия, США, Япония.

ИТЭР относится к термоядерным реакторам типа «токамак». Два ядра: дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона.

Стоимость проекта оценивается в $12 млрд. Доли участников распределятся следующим образом: Китай, Индия, Корея, Россия, США — каждая по ¹/₁₁ суммы, Япония — ²/₁₁, ЕС — ⁴/₁₁.

Термоядерный реактор намного безопасней ядерного реактора в радиационном отношении. Прежде всего, количество находящихся в нем радиоактивных веществ сравнительно невелико. Энергия, которая может выделиться в результате какой-либо аварии тоже мала, и не может привести к разрушению реактора. При этом, в конструкции реактора есть несколько естественных барьеров, препятствующих распространению радиоактивных веществ. Например, вакуумная камера и оболочка криостата должны быть герметичными, иначе реактор просто не сможет работать. Тем не менее, при проектирования ИТЭРа большое внимание уделялось радиационной безопасности, как при нормальной эксплуатации, так и во время возможных аварий.

Оценки показывают, что даже в случае аварии, радоактивные выбросы не будут представлять опасности для населения и не вызовут необходимости эвакуации.

При строительстве реактора, где только возможно, будут применяться материалы, уже испытанные в ядерной энергетике. Благодаря этому, наведенная радиоактивность будет сравнительно небольшой. В частности, даже в случае отказа систем охлаждения, естественной конвекции будет достаточно для охлаждения вакуумной камеры и других элементов конструкции.

Есть несколько источников возможного радиоактивного загрязнения:

• радиоактивный изотоп водорода — тритий;
• радиоактивность, наведенная в материалах установки в результате облучения нейтронами;
• радиоактивная пыль, образующаяся в результате воздействия плазмы на первую стенку;
• радиоактивные продукты коррозии, которые могут образовываться в системе охлаждения.

Для того, чтобы предотвратить распространение трития и пыли, если они выйдут за пределы вакуумной камеры и криостата, специальная система вентиляции будет поддерживать в здании реактора пониженное давление. Поэтому из здания не будет утечек воздуха, кроме как через фильтры вентиляции.

Корни проекта ИТЭР – в необходимости осуществления экспериментальной проверки разработок по управляемому термоядерному синтезу на установке типа токамак, которые велись и ведутся по всему миру. Учёные по всему миру решили объединить свои усилия не только из-за дороговизны проекта, но и для обмена опытом и получения новых сведений. На Женевской встрече в верхах в ноябре 1985 года Советский Союз предложил создать токамак нового поколения с участием четырех сторон, наиболее продвинувшихся в изучении термоядерных реакций: СССР, США, Евросоюза и Японии. Год спустя проект, к которому присоединилась Канада, официально стартовал под эгидой Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ).

Разработка проекта ИТЭР прошла несколько стадий. Концептуальная фаза разработки заключалась в создании чертежа установки. После неё последовала детальная фаза технической разработки, которая после 6 лет совместной работы закончилась.

К концу 1998 года завершилась стадия детального инжиниринга, но к тому времени Соединенные Штаты по своим соображениям объявили о выходе из проекта. Остальные партнеры решили продолжать работу, сократив при этом предполагаемые издержки. Техническая разработка новой версии ИТЭР завершилась в июле 2001 года, после чего начались переговоры о процедурах, связанных с выбором места строительства, процессе сооружения и совместного использования реактора.

В январе 2003 года США объявили о возвращении в проект, кроме того, к нему присоединился Китай.

С самого начала Евросоюз и Россия, которых позже поддержал Китай, отдавали преимущество идее соорудить ИТЭР в Кадараше, расположенном неподалеку от устья Роны на юге Франции. Их доводы основывались на том, что в этом месте уже полтора десятилетия функционирует французский научный центр, занимающийся исследованиями в области термоядерных реакций. Кроме того, на базе этого центра, численность персонала которого превышает четыре тысячи человек, а общая площадь составляет 1600 гектаров, ведутся также попутные исследования.

Отстаивая кандидатуру Кадараша, представители Евросоюза указывали также на его удобное расположение и развитую транспортную сеть - исследовательский центр расположен неподалеку от скоростной автострады, также неподалеку проходит железнодорожная линия, по которой на высокоскоростном экспрессе ТЖВ можно всего за три часа добраться до Парижа. Кроме того, Кадараш находится на сравнительно небольшом удалении от Марселя и Ниццы, где расположены крупные международные аэропорты.

Однако достигнутое соглашение о том, что международный термоядерный экспериментальный реактор ИТЭР будет сооружен в Кадараше, вызвало во Франции противоречивую реакцию: власти приветствуют соглашение как успех, а экологические организации говорят об опасности и высокой стоимости проекта.

Первым на соглашение, о котором было объявлено по итогам состоявшейся в Москве встречи министров из стран-участниц проекта, откликнулся президент Франции Жак Ширак. Как сообщила пресс-служба Елисейского дворца, Ширак охарактеризовал выбор в пользу Кадараша как "большой успех для Франции, для Европы и для всех партнеров, участвующих в проекте".

В свою очередь, премьер-министр Франции Доминик де Вильпен, по сообщению пресс-службы правительства, охарактеризовал ИТЭР как "весьма амбициозный научный проект, который позволит создать энергию будущего без воздействия на климат и при экономии природных ресурсов".

Поблагодарив партнеров за "оказанное Франции доверие", глава кабинета министров отметил, что реализация проекта "позволит создать четыре тысячи рабочих мест, что будет способствовать развитию исследовательского потенциала". Согласно расчетам властей региона Прованс - Альпы - Лазурный берег, где расположен Кадараш, в период строительства реактора (2005-2015 годы) появится дополнительно около 2400 рабочих мест, кроме того, более трех тысяч рабочих мест будет создано в период эксплуатации ИТЭР, расчитанной до 2035 года.

Власти региона надеются также, что международные инвестиции в реализацию проекта, общий размер которых оценивается в 10 миллиардов евро, будут прямо или косвенно содействовать развитию местной экономики, транспортной инфраструктуры, гостинично-туристической отрасли.

Оптимизм властей не разделяют представители экологических органи-заций. "Мы выступаем против этого проекта, потому что он очень опасен и не способствует созданию рабочих мест в регионе", - заявил Жан Маркон, возглавляющий природозащитную ассоциацию "Медиан", базирующуюся неподалеку от Кадараша. "Крайне опасным" как с научной, так и с экологической точки зрения назвал проект и представитель общенациональной ассоциации "Уйти от атома" Стефан Ломм. Он указал, в частности, на то, что Кадараш находится в зоне повышенной сейсмической активности. Кроме того, Ломм выразил сомнения и в экономической целесообразности проекта, заметив, что ИТЭР "не будет производить электричество". "Возможно, через 100, 150 или 200 лет после него появится другой реактор, но пока никакой ясности нет", - сказал представитель экологической ассоциации. Эти сомнения поддержали и входящие в региональный совет представители партии "зеленых", которые потребовали, чтобы местные инвестиции в реализацию проекта сопровождались аналогичными капиталовложениями в исследования в области восполняемых источников энергии.

Непосредственно строительство международного термоядерного экспериментального реактора обойдется сторонам-участницам проекта почти в $5 миллиардов, сообщил журналистам глава Федерального агентства по ядерной энергии (Росатом) РФ Александр Румянцев. Вклад России в строительство составит около 10% от стоимости проекта, при этом свою часть вклада Россия может внести "как финансами, так и научно-технической и промышленной частями". В целом проект по созданию реактора оценивается в $13 миллиардов. Согласно совместному заявлению сторон-участников проекта, страна-хозяйка (Франция) должна будет обеспечить финансирование 50% от стоимости строительства ИТЭР, а Япония (страна-нехозяйка) внесет 10%. Кроме того, страны-участники проекта должны будут внести 10% от стоимости строительства ИТЭР.

К основным проблемам эксплуатации ИТЭР следует отнести выброс и сброс трития из этого реактора.

Анализ поведения трития (в виде окиси трития) в окружающей среде показывает, что в зависимости от степени изученности моделируемой системы, географических и демографических особенностей, параметры миграции трития меняются в широких пределах. По этой причине рекомендуется везде, где это возможно конкретизировать пути и параметры миграции трития в районе размещения предприятий экспериментальным путем. Поэтому для эксплуатации термоядерного реактора ИТЭР необходимо учесть опыт по безопасности для населения в районе предприятий с тритием, а также результаты биологических экспериментов по хроническому воздействию малых доз трития. Также необходимо учесть техногенный тритий в выбросах и сбросах атомных центров Франции, в первую очередь у г. Кадараш.

В отличие от ядерной энергетики появляется новая проблема – безопасность персонала ИТЭР при воздействии электромагнитных полей и других вредных факторов. Персонал ИТЭР может подвергаться воздействию различных видов ионизирующих, неионизирующих излучений и химических факторов: гамма-излучения, нейтронного излучения; магнитного поля, постоянного и квазипостоянного, обусловленного токами плазмы и магнитных катушек, и импульсного, обусловленного колебаниями плазмы; ВЧ- и СВЧ-излучений при утечках от оборудования для нагрева плазмы; лазерного излучения от оборудования для диагностики плазмы; электрического и магнитно-го поля промышленной частоты от высоковольтного оборудования; циклотронного излучения (СВЧ-излучения с частотой выше 100 ГГц), возникающего из магнитотормозного излучения отдельных электронов; а также таких факторов, как тритий, бериллий, металлическая и углеродная пыль, криогенная температура и т.д.