Популярная газета «Московский комсомолец» недавно сообщила своим читателям сенсационную новость. Оказывается, наши ученые очень просто могут решить все энергетические проблемы России и всего мира, если дадут воспользоваться якобы изобретенными нашими физиками «ядерными чемоданчиками» для диверсантов. Несколько лет назад по поводу русских диверсантов с «ядерными чемоданчиками» сильно шумела зарубежная пресса и успокоилась только после многократных заявлений ученых-ядерщиков о том, что сделать «ядерный чемоданчик» невозможно. И вот снова ради сенсации возрождается этот миф. Проблемы современной энергетики столь актуальны и сложны, что поверхностные, дилетантские статьи могут принести только вред. Поэтому возникла необходимость в данном комментарии.

В представлении «Московского комсомольца» «ядерный чемоданчик» — это сверхмалый термоядерный заряд с мощностью взрыва, эквивалентной взрыву от 2 до 4 тысяч тонн (около 100 вагонов) обычного взрывчатого вещества (тротила). При этом он имеет размеры обычного «дипломата» и вес, не сильно обременяющий диверсанта. С чувством «квасного» патриотизма газета заявляет, что только русским физикам удалось создать такое устройство, а американцы «от зависти» все силы бросили на то, чтобы догнать русских, и даже вышли из международной программы по строительству термоядерного реактора «ТОКАМАК», который действительно делается на основе идей и результатов российских физиков, работавших под руководством академиков Курчатова и Арцимовича.

«Спасительная» для энергетики идея использования «ядерных чемоданчиков», оказывается, состоит в том, что если взорвать такой «чемоданчик» в котле диаметром 100 метров, то давление внутри поднимется всего до нескольких десятков атмосфер. И это давление, как и давление в паровых котлах ТЭЦ, можно использовать для выработки электроэнергии обычными турбогенераторами. Такие котлы взрывного сгорания (сокращенно КВС), как сообщает «Московский комсомолец», будут стоить всего-то (?!) 500 миллионов долларов, а окупятся за год. И это при том, что зарплата персонала будет не менее 1500 долларов в месяц.

При переходе всех электростанций на КВС «для России наступит золотой век», пишет «Московский комсомолец» и утверждает, что идею создания электростанций на «ядерных чемоданчиках» российские ученые преподнесли в подарок В.В.Путину при его посещении «ядерного городка» Снежинска (под Челябинском).

Да, неистребима в русском народе надежда на чудо, на простые и скорые решения сложнейших проблем, на доброго и умного царя. Похвально стремление журналиста обратиться к такому важнейшему вопросу, как энергетическая безопасность государства, но дилетантский подход в этих вопросах совсем не безобиден. Достаточно вспомнить отечественный опыт дилетантского обсуждения на всех уровнях проблем генетики и сельского хозяйства, когда считалось, что любой секретарь райкома партии разбирается в вопросах земледелия или животноводства лучше, чем ученые и опытные агрономы и зоотехники. К чему это привело — известно всем. Но вернемся к термоядерной сенсации.

Что же это такое, «сверхмалый термоядерный заряд»? Раз это термоядерный заряд, то он обязательно должен иметь также сверхмалый простой ядерный заряд для поджигания термоядерной реакции и какое-то количество термоядерного горючего — дейтерия или, может быть, лития, который под действием нейтронов вырабатывает еще более эффективное термоядерное горючее — тритий. Из общеизвестных свойств трансурановых (точнее трансплутониевых) элементов следует, что создать ядерный заряд с массой менее 1 кг можно (для сравнения: критическая масса чистого плутония 10 кг). Однако вследствие малого периода полураспада используемых трансплутониевых элементов срок годности таких зарядов исчисляется днями. Значит, для работы КВС к нему должен быть пристроен радиохимический завод по производству нужного трансплутониевого элемента, который должен работать непрерывно и без задержки изготавливать и отправлять в КВС готовые заряды. Стоимость такого завода может во много раз превышать стоимость КВС.

Но допустим даже, что нашим ученым удалось свершить чудо и создать долгоживущие сверхмалые ядерные и термоядерные заряды. От каких проблем современной ядерной энергетики идея КВС избавит общество?

Острейшей проблемой современной ядерной энергетики является утилизация ядерных отходов, содержащих высокоактивные продукты деления урана-235 и плутония-239 (см. «СВ-понедельник» № 18). При взрыве сверхмалых термоядерных зарядов за счет обычного ядерного «запала» образуются те же самые продукты деления, но только в еще более опасном газообразном виде.

В связи с нарастанием угрозы терроризма значительно повышаются требования по исключению малейших возможностей использования в террористических целях материалов и изделий, применяемых в ядерной энергетике. С этой целью, например, для использования оружейного плутония при производстве топлива для АЭС строятся дорогостоящие хранилища со сложнейшими системами охраны и сигнализации (см. «СВ-понедельник» №20).

При реализации идеи КВС в производственном процессе выработки энергии должны участвовать компактные взрывные устройства, готовые к немедленному применению. Вероятность похищения таких устройств с террористическими целями слишком высока, и только эта опасность ставит под сомнение возможность реализации идеи КВС.

Современная ядерная энергетика основана на использовании энергии, выделяющейся при делении ядер урана или искусственного элемента плутония. Но, как известно, значительно большую энергию можно получить при термоядерном синтезе, то есть при слиянии двух ядер тяжелого водорода (дейтерия) или, еще лучше, сверхтяжелого водорода (трития) в одно ядро гелия. Для осуществления управляемого термоядерного синтеза необходимо нагреть водородную плазму до десятков миллионов градусов и удержать ее при такой температуре хотя бы небольшое время (доли секунды), чтобы успело прореагировать достаточное количество термоядерного горючего. Это осуществляется наиболее надежным способом в реакторах типа «ТОКАМАК», в которых водород электрическим способом нагревается внутри полого «бублика» и сверхсильными магнитными полями плазменный шнур удерживается вблизи осевой линии «бублика». Такой термоядерный реактор не может взорваться в принципе и экологически безопасен, так как в нем происходит не цепная реакция, чреватая неограниченным нарастанием энерговыделения, а реакция «термоядерного сгорания» водорода (аналогичная простой реакции горения) с образованием безопасного инертного газа гелия. Гелием дышат водолазы и им надувают детские шарики. Кроме того, термоядерный реактор в любой момент можно выключить простым рубильником.

Топливо для термоядерной энергетики — дейтерий (тяжелый изотоп водорода), добывается из воды, то есть его запасы практически не ограничены. В одном стакане воды находится столько дейтерия, что при его «термоядерном сгорании» выделяется энергия, эквивалентная сгоранию 60 литров бензина.

Чтобы понять неизбежность развития ядерной и термоядерной энергетики, достаточно отметить хотя бы тот факт, что в ядерных и термоядерных реакторах для получения энергии используются практически неистощимые природные ресурсы — уран и торий для обычной ядерной энергетики и водород — для термоядерной энергетики. При этом они не имеют какого-либо другого широкомасштабного применения, кроме энергетики. Использование этих ресурсов для производства энергии позволит сберечь от простого сжигания ценные органические ресурсы (нефть, газ, биомассу), следствием чего будет уменьшение выбросов в атмосферу углекислого газа и снижение опасности потепления климата Земли с его катастрофическими последствиями. Можно будет высвободившиеся органические ресурсы направить для создания одежды, различных материалов бытового и производственного назначения, продуктов питания и т.п.

Сейчас наиболее развитые страны Европы (включая Россию), Япония и США объединили усилия и вплотную подошли к созданию энергетического термоядерного реактора типа «ТОКАМАК». Оценки перспектив развития термоядерной энергетики, основанные на разработанном техническом проекте международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР), показывают возможность развития крупномасштабной (порядка 100 000- МВт электрической мощности, что равно мощности 20 Красноярских ГЭС) термоядерной энергетики в ХХI веке. Предполагается, что производство термоядерной энергии может быть налажено к середине XXI века, а доминирующего уровня термоядерная энергетика достигнет в начале XXII века.

Термоядерные установки большой единичной мощности могут быть не только поставщиками дешевой и экологически чистой электроэнергии, но также наработчиками искусственного ядерного топлива для обычных ядерных реакторов и источником мощного потока нейтронов для уничтожения ядерных отходов путем трансмутации (см. статью «Трансмутация» в «СВ»-понедельник», №18). Таким образом, ядерная и термоядерная энергетика образуют замкнутый цикл производства электрической и тепловой энергии практически без негативного воздействия на внешнюю среду.

Многолетний опыт работы ученых всего мира по овладению секретами управляемой термоядерной реакции в различных технических схемах, в том числе и с использованием микровзрывов, показал, что действительно термоядерная энергетика на реакторах типа «ТОКАМАК» (с магнитным удержанием термоядерной плазмы) является самым реальным решением энергетической проблемы человечества.

Развитие термоядерной промышленности будет происходить на основе накопленного бесценного положительного и негативного опыта атомной промышленности, что позволит избежать многих «ошибок роста». Исключительная сложность освоения термоядерной энергии потребовала тесного и эффективного международного сотрудничества. Поэтому заслуга решения энергетической проблемы человечества не будет принадлежать какой-то одной стране или группе стран, а явится достижением всей Цивилизации.