Версия для печати
Вернуться к списку

БЕРЕМ ЛУНУ В КОМПАНЬОНЫ!

Одна из самых популярных тем - использование гелия-3, который можно добывать из лунного грунта. Сегодня любая домохозяйка наслышана о том, что этот изотоп способен со временем заменить нам и нефть, и газ. Не секрет и то, почему так важна замена: природные ресурсы планеты не бесконечны, истощение ее топливных запасов прогнозируется уже к концу нынешнего столетия. Что придет им на смену? Есть возможности солнечной энергетики. Хорошо известны и ветряные энергетические установки. Новые варианты топлива предлагают биологи, химики... Все так. Но даже если суммировать альтернативные источники энергии, они и отдаленно не покроют существующие потребности. Это сейчас. Ну а к концу столетия, предрекают специалисты, наши аппетиты возрастут в 5, а возможно, и в 8 раз! Как ни крути, единственное решение проблемы обещает лишь ядерная энергетика.

Отношение среднестатистического землянина к ней, мягко говоря, настороженное. После чернобыльской катастрофы опасения, связанные с атомными электростанциями, превратились в настоящие фобии. Можно, конечно, обещать максимальную надежность АЭС, но кто поручится, что они никогда не окажутся в руках террористов? Впрочем, даже если такую опасность полностью исключить и гарантировать, что никогда не будет аварий, вопросы все равно остаются. Главный: как быть с радиоактивными отходами? Это головная боль уже сегодня, а ведь их количество с развитием атомной энергетики будет возрастать гигантскими темпами. В итоге матушка Земля накопит такие запасы радиоактивного мусора, что потомкам не позавидуешь!

Можно ли избежать образования опасных отходов? Голубая мечта физиков-ядерщиков. И вот совсем недавно как раз за подходы к решению этой проблемы двое молодых российских ученых стали лауреатами премии "Новая генерация" в области энергетики. Проект сотрудников кафедры теплофизики МГТУ им. Н. Э. Баумана, кандидатов технических наук Сергея Рыжкова и Алексея Чиркова называется так: "Концепция топливных циклов малорадиоактивных термоядерных реакторов". За этим "скучным" названием - физическое обоснование идеи, способной совершить настоящую революцию в энергетике. Речь о таком производстве термоядерной энергии, которое обеспечивает радиационную безопасность, высокую эффективность и исключительно мирные цели. Но сначала небольшое отступление.

Термоядерная энергия в том виде, в каком она известна сегодня, далека от мирного атома. Она подарила человечеству пока только водородную бомбу. Вот уже более полувека ученые пытаются подобраться к управляемому термоядерному синтезу. К решению задачи все эти годы стремились во многих странах, в том числе в России, где активно работали над созданием токамаков. Несколько лет назад физики решили объединить усилия для осуществления международного проекта ITER, который предполагает создание на территории Франции экспериментального исследовательского термоядерного реактора. Его запуск будет означать великое "укрощение" термояда. А еще - развитие атомной энергетики на принципиально новой основе, без реакции деления урановых ядер. Правда, радиоактивных отходов не удастся избежать и в этом случае, хотя их окажется гораздо меньше, а производство обещает быть экологически чище и эффективнее.

Но возможен следующий этап. Если традиционный термоядерный синтез, на который делается ставка в проекте ITER, предполагает реакцию дейтерия и трития, новый подход основан на использовании дейтерия и гелия-3. Собственно, новизна тут условная, ибо еще академик И. В. Курчатов предсказывал уникальные возможности гелия-3. Но полвека назад подобная идея могла рассматриваться разве что как сюжет для научной фантастики. Дело в том, что такого изотопа на Земле практически нет. Он образуется под воздействием жестких космических лучей, а от них мы надежно защищены атмосферой и магнитным полем нашей планеты. Иное дело Луна!

Она открыта космическому излучению, отчего в ее теле в течение миллиардов лет накапливались частицы искомого гелия. Во времена Курчатова о полетах на Луну говорить было рановато, зато сегодня ее освоение - в планах развитых государств. Ученые утверждают: страна, которая первой обоснуется на Луне, будет лидировать в мировой экономике. США, например, уже приняли программу с красноречивым названием "Возвращение на Луну". Первый исследовательский зонд к нашему спутнику они собираются запустить в 2008-м, а с 2018-го планируют отправлять туда ежегодно в течение пяти лет по две команды астронавтов. Россия заявила пока один запуск, намеченный на 2012 год. И все это только начало.

Освоение Луны - как источника новых ресурсов и промежуточной площадки на пути к другим планетам - дело не такого уж далекого будущего. А значит, рано или поздно станет реальностью добыча гелия-3 и его доставка на нашу планету. Существуют даже подсчеты, во что это обойдется. Цифры, на первый взгляд, сумасшедшие. Но затраты стоят того, говорят сторонники идеи. И вот их аргументы.

Если удастся получить управляемую термоядерную реакцию на основе дейтерия и трития, к чему сейчас стремятся ученые, в результате, кроме основного изотопа гелия, образуется мощный пучок нейтронов. Нейтроны же, легко проникая в материалы, делают их радиоактивными. К тому же они обладают колоссальным разрушающим воздействием. Это означает, что стенку реактора довольно скоро придется менять. А это и сложно, и обещает немалые радиоактивные отходы. Наконец, в такой реакции участвует тритий, который, между прочим, годится и для производства бомбы.

У термоядерного синтеза на основе дейтерия и гелия-3 целый ряд преимуществ. Во-первых, тут уже образуются не нейтроны, а протоны, которые не обладают проникающей способностью и не делают материалы радиоактивными. То есть нет нежелательных отходов, обеспечивается радиационная безопасность. Второе важное преимущество - высокая энергоемкость, возможность непосредственного преобразования термоядерной энергии в электрическую, что очень выгодно. Наконец, это исключительно мирный атом, компонентов для производства грозного оружия - никаких. Правда, есть загвоздка: надо обеспечить гелий-3, но решение этого вопроса, как мы уже говорили, - одна из задач предстоящих программ освоения Луны...

Пройдет какое-то время, и Земля, наконец, получит чудо-изотоп. Будет ли она готова к его использованию? Это не менее серьезный вопрос, нежели доставка гелия-3 на Землю! Так вот, работа молодых ученых из Бауманского университета подчинена как раз этой задаче. Так уж сложилось, что оба - и Сергей Рыжков, и Алексей Чирков - "заболели" термоядом еще до поступления в МГТУ, так что выбирали вуз целенаправленно. Поступали, правда, в разные годы, но оба оказались сначала на кафедре плазменных энергетических установок, затем, следом за своим научным руководителем, профессором Владимиром Ивановичем Хвесюком, перешли на кафедру теплофизики. И в том, и в другом случае молодым исследователям исключительно повезло: они оказались в замечательном научном коллективе. Вдобавок Сергею довелось стажироваться в американском университете, куда поехал по президентской программе. В Америке же был представлен совместный доклад на конференции, организованной МАГАТЭ и Ливерморской национальной лабораторией - первая работа из этого цикла - все о том же, об использовании гелия-3 в реакции термоядерного синтеза...

Этой проблемой сегодня занимаются в разных странах. Но физическое обоснование малорадиоактивного термоядерного реактора на основе дейтерия и гелия-3 сделано впервые. По сути дела без исследований Сергея Рыжкова и Алексея Чиркова говорить реально об использовании лунного изотопа бессмысленно. Впрочем, проект российских ученых позволяет обойтись и без него: он предусматривает также получение гелия-3 в земных условиях. Правда, параметры такой технологии значительно хуже, зато просчитаны самые разные варианты работы термоядерного реактора.

По мнению специалистов, проект, который вышел из стен МГТУ, может стать следующим шагом после ITER. Он обещает новое поколение реакторов и новые перспективы получения энергии, так что очень точное название у премии, которой удостоены молодые исследователи Бауманского университета, - "Новая генерация". Это действительно новая генерация ученых. Поколение, которое уже всерьез обдумывает планы освоения внеземных территорий.

***

Освоение Луны - как источника новых ресурсов и промежуточной площадки на пути к другим планетам - дело не такого уж далекого будущего. А значит, рано или поздно станет реальностью добыча гелия-3 и его доставка на нашу планету.