Дорога к Солнцу: строительство международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР затянулось

По новому графику, первую плазму на токамаке должны получить на девять лет позже, чем планировалось, — только в 2025 году. Выросла и стоимость проекта: с 5 до 22 млрд евро. Но назад пути нет — выполнено более 50% работ. Чего стоит зажечь плазму, почему на стройке века так мало российских ученых и как попасть на ИТЭР, разбиралась «СР».

ИТЭР будет великаном среди токамаков — высотой почти 30 м и весом 23 тыс. т. Плазму, содержащую изотопы водорода — дейтерий и тритий, нагреют до 150 млн °C, что примерно в 10 раз больше температуры ядра Солнца. Суть эксперимента в том, чтобы доказать: термоядерный реактор способен выдавать больше энергии (500 МВт), чем уходит на нагрев плазмы (50 МВт). Все действующие токамаки, маленькие по сравнению с ИТЭР, потребляют больше энергии, чем выдают. Размер в данном случае имеет значение.

Путь к Солнцу держит большая компания: Евросоюз, Россия, США, Индия, Китай, Япония и Южная Корея. Они вносят свой вклад преимущественно в виде оборудования и технологий. Финансирование с их стороны минимально. Поэтому очень важно, чтобы поставки проходили в срок, иначе проект забуксует.

Один из важнейших элементов ИТЭР — самую большую в мире вакуумную камеру, в которой и будет запущена термоядерная реакция, — изготавливают по частям. Пять секторов делает Евросоюз и четыре — Южная Корея. Первый готовый сектор корейцы должны доставить уже в следующем году. В процессе сборки — три полоидальные катушки (PF) из шести, они станут частью сверхпроводящей электромагнитной системы. PF5 собирают во Франции, PF1 — в России, PF6 — в Китае. Тороидальные катушки (TFC) делают в Европе и Японии — 10 и восемь соответственно. В третьем квартале японцы должны отправить первую TFC. На площадке ИТЭР подходит к концу сборка нижней части криостата — изолирующего вакуумного сосуда вокруг токамака. Потом соберут оставшиеся две части.

Кроме оборудования и технологий страны-участники отправляют на стройку ученых и специалистов. Токамак — изобретение советское, и, казалось бы, Россия должна быть мощно представлена в проекте. Но, к сожалению, доля российских ученых в ИТЭР уже довольно долго держится на 4,5%. Хотя по квоте, соответствующей вкладу в общее дело, наша страна имеет право на 9%. Это несоответствие объясняют двумя причинами: во-первых, до сих пор мало кто из наших ученых знает о подобной возможности. А во-вторых, среди российских специалистов, которые могли бы внести вклад в развитие проекта, немногие хорошо владеют английским языком. Впрочем, оба препятствия преодолимы. «СР» узнала у русских на ИТЭР, как они попали в проект и каково это — жить и работать во Франции.

Эксперимент над людьми

«Когда появилась вакансия в проекте ИТЭР, я не раздумывая подал заявку. И вот я здесь уже пять лет», — рассказывает Виталий Красильников, инженер-физик нейтронной диагностики.

Виталий Красильников говорит, что всю сознательную жизнь шел к этой работе. Физико-математический класс, потом — Московский физтех, факультет проблем физики и энергетики, где изучают и токамаки. После окончания три года проработал в ТРИНИТИ. Тогда же защитил кандидатскую диссертацию по измерениям на основе экспериментальных данных, полученных на английском токамаке JET — крупнейшем в мире действующем термоядерном реакторе.

«Системы нейтронной диагностики, которыми занимается наша группа, одни из самых важных для ИТЭР, — рассказывает инженер. — Именно с их помощью будут замерять нейтронное излучение и, следовательно, мощность термоядерного синтеза».

Оборудование для таких систем делают разные страны. Например, мониторы нейтронного потока — Япония, Китай и Россия, нейтронную систему активации — Южная Корея, нейтронные камеры и спектрометры — Европа и Россия и т. д. Всего в ИТЭР установят больше 55 диагностических систем, которые помогут ученым отслеживать поведение плазмы в реакторе. Будут замерять свыше 100 параметров плазмы: форму, температуру, давление, плотность, скорость вращения и проч.

Вавилонская башня

«Работать на ИТЭР интересно, — продолжает Виталий Красильников. — Нейтронная группа курирует несколько проектов, каждый день через нас проходит невероятный поток информации. В какой-то момент я поймал себя на мысли, что за день здесь происходит больше событий, чем за одну-две недели работы в России, хотя там тоже было напряженно. Так что без умения быстро переключаться с одной задачи на другую и оперативно решать самые разные вопросы здесь точно не обойтись».

Попасть в здание токамака можно, только пока оно строится. Потом контролировать происходящее внутри будут дистанционно

В проекте задействованы специалисты из десятка стран. Конечно, без сложностей, в том числе коммуникационных, не обходится. «На мой взгляд, ИТЭР — это эксперимент еще и над людьми: смогут ли представители разных стран ужиться и сработаться, — говорит Виталий Красильников. — Индийцы, европейцы, японцы, американцы, русские — у всех свой менталитет. Бывает, говоришь коллеге: «Сделай, пожалуйста, это», он отвечает: «Хорошо». Но не стоит обманываться, что все схвачено. Нужно еще учитывать его национальность, чтобы интерпретировать ответ верно. «Хорошо» может значить: «Я подумаю, делать ли это», «Я точно сделаю» или «Хорошо, но ты мне напомни раз пятнадцать». Конечно, нет плохих и хороших национальностей — есть особенности, которые нужно учитывать. Думаю, уникальность этого проекта также в том, что каждая страна и каждый человек могут показать свои сильные качества».

Карман не тянет

Зарплата на ИТЭР даже по французским меркам довольно большая — в два раза выше, чем средняя в Провансе. «Налоги здесь тоже ого-го, но даже после вычета получается около 4 тыс. евро в месяц. С одной стороны, это много, с другой — аренда жилья здесь от 1 тыс. евро в месяц, бензин — примерно 100 рублей за литр, продукты питания дороже, чем в России. Местные относятся к сотрудникам ИТЭР скептически — мол, вы там все миллионеры, но на самом деле почти у всех французов есть недвижимость, они живут в этой системе всю жизнь и умеют экономить. А для нас, видя, что иностранцы, ставят иной раз чуть ли не тройной тариф. Так что зарплаты высокие, их хватает, но не шикуем. Конечно, в будущем хочу обзавестись жильем, но это будет еще не скоро».

Шахта реактора. Проемы в стенах нужны для сильфонов криостата, которые соединят токамак с системами дистанционного контроля и диагностики

У проекта ИТЭР есть договоренность с французским правительством о том, что все штатные сотрудники (кроме, само собой, французов) получают дипломатический статус. Можно сказать, они послы своих стран и на гражданство не претендуют, даже если проживут и проработают во Франции много лет. «Что касается стажа, то его как такового нет, — рассказывает Виталий Красильников. — Но я не в штате, а работаю как субподрядчик. Каждый год со мной перезаключают контракт. И налоги во французский бюджет я обязан платить, а штатные сотрудники — нет. Вот такой небольшой минус этой формы сотрудничества. Но плюсов больше. Как ученый, как физик, я публикую статьи и создаю себе имя, работая над уникальными технологиями».

Романтика Прованса

Приобщиться к масштабному проекту почетно. К тому же многих привлекает возможность пожить в Провансе. Воображение рисует лазурное побережье, лавандовые и маковые поля, Альпы и шедевры местной кухни. «Природа здесь действительно удивительная, — говорит Виталий Красильников. — Мне нравится кататься на велосипеде за городом, бегать, сплавляться по рекам. Еще один плюс — море недалеко. В общем, всегда есть чем заняться. Проблема в том, что времени катастрофически не хватает. Французская еда мне нравится тем, что она довольно простая. Особенно по душе тартар и салаты. Еще здесь много русских и армянских магазинов. Затоскуешь иной раз по родине да и купишь там что-нибудь — пельмени, баранки или пиво. Когда приезжаешь сюда, первое время кажется, что все идеально, но потом начинаешь скучать. Особенно не хватает родителей и друзей. Все-таки коллеги семью не заменят. Первые два года ездил в Россию по четыре-пять раз в год. Сейчас получается намного реже. Последний раз был дома около года назад».

Передний край науки

Руководитель департамента по инженерии токамака Александр Алексеев на ИТЭР с 2011 года. Но в тематику он погрузился 30 лет назад — когда начал работать в НИИЭФА. Этот ведущий отечественный институт по инженерным вопросам термоядерного синтеза проводит исследования, создает технологии и оборудование для ИТЭР.

«Вся моя профессиональная жизнь посвящена этому проекту, от момента его создания — сначала эскизного, а затем технического — до строительства, — рассказывает наш герой. — А заинтересовал меня термоядерный синтез еще в студенчестве. Ленинградский политехнический институт, где я учился, сотрудничал с НИИЭФА, который в то время разрабатывал токамак Т-15. Моя дипломная работа была связана со сверхпроводниками. Кандидатскую и докторскую диссертации я посвятил инженерным проблемам токамаков».

Конечно, с 1988 года проект ИТЭР претерпел кардинальные изменения. Сначала СССР, США, Европа и Япония хотели строить «большой» ИТЭР, но потом посчитали, что это слишком дорого. То, что мы видим сейчас, — несколько уменьшенная версия токамака, разработанного на стадии технического проекта.

«Технологии не стоят на месте, и мы это учитываем. Сейчас здесь передовой край науки, — подчеркивает Александр Алексеев. — С приходом нового главы ИТЭР Бернара Биго проект также изменился. Он навел здесь порядок. Организовал исполнительный комитет, в который помимо него входят руководители всех домашних агентств. Технические решения по проекту обсуждает этот комитет, но последнее слово за гендиректором. Это единоначалие помогает решать и бюрократические проблемы».

Идеальная геометрия

В департаменте по инженерии токамака пять отделов, каждый отвечает за свое направление — магнитную систему, вакуумную камеру, внутрикамерные элементы, диагностику плазмы и систему дополнительного нагрева. Две главные задачи этого года — завершить изготовление первого сектора вакуумной камеры и собрать катушки тороидального поля.

Испытания крионасоса длиной 3,4 м и весом 8 т в лаборатории, созданной вакуумной группой ИТЭР в ядерном центре в Кадараше

«Сложностей, конечно, много. Попробуйте зажечь десять солнц внутри вакуумной камеры и сделать всего в нескольких метрах от этой камеры сверхпроводящую магнитную систему с температурой, близкой к абсолютному нулю, — улыбается Александр Алексеев. — Особенно на установке гигантского размера. Поэтому требования высочайшие. Так, один из сложных моментов — обеспечить точность изготовления секторов вакуумной камеры. Множество сварных швов с минимальными допусками. Мы должны получить практически идеальную геометрию. Сделана большая работа по макетированию и расчетам, но мы увидим, чего достигли, только когда будет изготовлен первый полномасштабный сектор. Пока отдельные элементы — в рамках требований».

Вакуумная камера — 8 тыс. т; катушки тороидального магнитного поля — 18 по 360 т; соленоид — 1 тыс. т

Российские ученые не только реализуют во Франции профессиональные амбиции, но и находят личное счастье. «Три года назад я обзавелся семьей. Женился на коллеге, сыну сейчас два с небольшим года. Да и жизнь во Франции мне нравится. Климат здесь замечательный. А какое вино и сыр!» — смеется Александр Алексеев.

Как попасть на ИТЭР

Анатолий Красильников
Директор «ИТЭР-Центра»

— На сайте iter.org в разделе Jobs регулярно размещаются вакансии — сейчас их 14. Подходящий под требования специалист может там же откликнуться, подать заявку. Участвовать могут представители всех семи партнеров проекта. Набрав около 30 кандидатов, Международная организация ИТЭР объявляет конкурс.

Важный момент: чтобы участвовать в конкурсе, специалист должен сначала получить одобрение домашнего агентства ИТЭР. Мы просматриваем резюме российских соискателей и либо поддерживаем, либо возражаем. Но последнее крайне редко.
Затем представители Международной организации ИТЭР из 30 кандидатов оставляют пять наиболее подходящих. Они проходят видеособеседование, по результатам которого составляется рейтинг. Гендиректор Бернар Биго лично решает, какую сумму предложить кандидату, занявшему первое или второе место (в вакансии указываются только зарплатные грейды. — «СР»). Если того устраивает, заключают контракт.

Как правило, через сайт набирают сотрудников в штат. Но это не единственный путь. В проекте работают и по годовому контракту с возможностью продления. Формат поиска кандидатов здесь другой: международная организация информирует домашние агентства, сотрудники каких специальностей нужны. Мы выдвигаем предложения, а затем проводится конкурс.

Возможен и такой сценарий: кандидат остается сотрудником научного института в своей стране и отправляется в командировку в ИТЭР на срок от полугода до четырех лет. В этом случае международная организация платит ему командировочные, а зарплату он получает по месту работы. Сейчас в штате ИТЭР 34 российских специалиста, контрактников — порядка 10.

Что касается требований к кандидатам. Все индивидуально, но выделю два критерия. Во-первых, без английского языка там делать нечего. Во-вторых, на Западе ученый должен иметь степень кандидата наук и выше. Такие требования предъявляются даже к молодым специалистам, которых мы отправляем на ИТЭР на стажировку. Именно поэтому стажировки организуем не так часто. Собрать группу молодых ученых, уже ставших кандидатами (или которые вот-вот защитятся), не так просто.