От ядерной энергетики мы сможем отказаться, когда освоим термоядерную. Научный руководитель Объединенного института высоких температур РАН академик Владимир Евгеньевич Фортов уверен, что нам поможет в этом «Росатом».
— Владимир Евгеньевич, какую роль в развитии российской и мировой науки играет госкорпорация «Росатом»?
— Очень большую. Это организация, которая работает на самом переднем крае современных научных исследований. Вся история овладения человечеством атомной энергией— это история драматических столкновений неожиданных идей, гениальных прозрений и масштабных потрясений. В ней были и трагические времена, и времена настоящего душевного горения гениальных людей, которые создали эту отрасль. Нашими предшественниками был выполнен громадный объем творческой работы. Но главное то, что в основе достижений «Росатома» лежали гениальные научные идеи. Причем не столько прагматические, сколько глубокие фундаментальные, принципиально новые идеи.
Еще Антуан Беккерель на рубеже XIX и ХХ вв. обратил внимание на колоссальное количество энергии, которое скрыто в атомном ядре. И то, что за какой-то десяток лет в середине прошлого века была создана целая новая индустрия, конечно, стало результатом самой напряженной работы большого числа талантливых людей. Были получены новые, до того неизвестные данные, которые легли в основу новых, прорывных ядерных (и не только) технологий. Мы должны гордиться этими людьми.
— Удивительно, как удалось так быстро не просто решить проблему деления урана, создать новую науку, провести успешные эксперименты, но именно организовать крепкую, опирающуюся на солидную научную и экономическую базу отрасль.
— Один из руководителей советского атомного проекта, академик Ю.Б. Харитон, отмечал, что работа по овладению атомной энергией была проведена так быстро и квалифицированно. потому что опиралась на фундаментальную науку, европейскую школу, в том числе советскую.
— Но «Росатом» больше научная или коммерческая организация?
— «Каждый пишет, что он слышит», но я считаю, что и сегодня это, конечно, больше научная организация. С другой стороны, все основные идеи, которые выходят из «Росатома», так или иначе воплощаются в реальное дело. А масштаб его практических работ способен поразить самое пылкое воображение.
— Если бы 75 лет назад не было создано Первое главное управление при СНК СССР, позже превратившееся в Министерство среднего машиностроения и далее — в госкорпорацию «Росатом», мир сегодня был бы другим?
— Совершенно другим. Та организационная работа, которая была проделана нашими предшественниками, достойна высочайшей оценки. Это был настоящий подвиг, когда в очень короткое, спрессованное время, за несколько лет была создана новая система ядерного оружия и ядерной энергетики, которая уничтожила атомную монополию США, дала человечеству новый источник энергии и этим навсегда изменила мир. Этими разработками мы пользуемся до сих пор.
— Насколько плотно ваш институт сотрудничал с «Росатомом»?
— Мы работали в области, которая относится к открытой физике. Это так называемая теплофизика высоких температур и давлений. Дело в том, что, если вы собираетесь использовать атомную энергию для получения электричества или какой-то работы, вам всегда надо стремиться к высоким температурам и давлениям. Это закон природы, его нельзя обойти. Но когда вы получаете действительно высокие температуры, вы попадаете в область совершенно новых физических параметров и свойств материалов, которые вам до того были неизвестны. Поэтому вы должны построить экспериментальные установки, чтобы в лабораторных условиях воспроизвести то, что происходит в эпицентре ядерного взрыва или атомной станции. Это мощные взрывы, детонация, излучение, транспортировка энергии от одной точки пространства к другой и другие научные вопросы, которые, вне всякого сомнения, фундаментальны. И в этих вопросах сотрудничество с «Росатомом» идет достаточно интенсивно. Ведь в свое время знаменитый физик Стивен Хокинг писал: «Сегодня мы понимаем все процессы в природе, кроме экстремальных».
— Можете рассказать о каком-нибудь наиболее интересном из уже рассекреченных совместных с «Росатомом» проектов?
— Там сроки секретности достаточно большие, но и я уже работаю с ядерной физикой достаточно долго, что-то рассказать уже можно. В 1962 г., еще только поступив на первый курс московского физтеха, я с товарищами-одногруппниками попал в один почтовый ящик, который тогда назывался Ракетным научно-исследовательским институтом (НИИ-1), а сейчас называется Исследовательским центром им. М.В. Келдыша. Тогда там велись работы по теме «Газофазный ядерный ракетный двигатель». Речь шла о том, чтобы подружить космическую ракету и ядерный реактор. Реактор планировался в качестве фактически безграничного источника энергии, а ракета — как средство для перемещения из одной точки космоса в другую. Я попал в отдел к члену-корреспонденту АН СССР В.М. Иевлеву, инициатору программы создания ядерных ракетных двигателей и космических энергетических ядерных установок. Работы тогда велись в обстановке очень большой секретности. Как потом выяснилось, не только у нас, но и в США. Сейчас материалы по этому проекту рассекречены и у нас, и в Америке. Научная проблема, связанная с газофазным ядерным реактором, упиралась в то, что мы не знали свойств ядерного топлива, находящегося в экстремальном состоянии. Потому что речь шла о плазме урана под давлением около 150-500 атм.
Мы не могли даже предположить, как это ядерное топливо поведет себя в таких условиях. Те формулы, которые были нам известны, для рассматриваемого диапазона параметров не годились. Мы не могли сделать даже самых общих оценок. Перед нами была поставлена фундаментальная— я подчеркиваю, фундаментальная, а не прагматическая— задача: разобраться и понять, насколько безопасно топливо будет себя вести в этих экстремальных условиях. Нам было очень интересно, потому что мы вошли в совершенно новую, неизведанную область. Я считаю, что мне и моим коллегам очень повезло, что мы попали в такое время в такое место. В суперсекретном отделе мы окунулись в атмосферу, созданную людьми, которые были настоящими творцами нового. Они делали ракетные двигатели, испытывали их, меняли параметры, подбирали нужные составы плазмы и т.д. А мы стояли рядом. Мне тогда было 16 лет.
— Наблюдали?
— Мы и наблюдали, и работали, и учились. Только учились не как в обычном институте, когда ты приходишь, садишься за парту и пишешь то, что диктует преподаватель. Нет. Мы приходили и сразу начинали работать на новых уникальных стендах. Мы там, например, сделали ударную трубу на цезии и получили очень интересные результаты, на которые до сих пор ссылаются иностранные коллеги. Хотя мы тогда совсем не думали о публикациях. Да и вообще я до сих пор убежден, что труд ученого нельзя измерять числом публикаций. Все-таки перед ним стоят более важные, принципиальные задачи поиска нового. А публикации — это уже производная.
— Какое направление работы госкорпорации вам ближе — военное, связанное с разработкой ядерного оружия, или мирное, ориентированное главным образом на ядерную энергетику?
— Я сам взрывник, поэтому мне ближе и интереснее все то, что касается взрывов. Не обязательно ядерных: взрывы с химическим взрывчатым веществом тоже очень интересны. В некоторых случаях они позволяют получать в лабораторных условиях давления в десятки миллионов атмосфер. Мы проводим такие эксперименты с нашими коллегами из Сарова. Когда вы в лабораторных условиях можете воспроизвести ультравысокие давления, это очень интересно. Как только мы вступаем в экстремальные условия, которые ученые раньше не получали в эксперименте или не воспроизводили в расчетах, мы всегда сталкиваемся с неожиданными эффектами. В этом и состоит очарование физики как науки — когда вы заранее не можете точно предсказать, что получится в результате эксперимента. Как правило, вы получаете то, чего не ждали, но значительно более интересное, чем то, на что рассчитывали.
— Сейчас многие государства отказываются от ядерной энергетики. Германия, Австрия, Бельгия, Италия, Швейцария и т.д. — правительства этих стран приняли решения о поэтапном закрытии действующих АЭС. В Литве заглушили одну из самых технологически совершенных в СССР— Игналинскую АЭС.
— Я убеждал, что это неправильная позиция. В любом случае, растущему человечеству без энергии не обойтись. Насчет атомной энергетики хорошо высказался трижды Герой Социалистического Труда академик Я.Б. Зельдович. Гениальный физик, с именем которого в атомной отрасли связано очень много. Мне посчастливилось с ним общаться и работать. Так вот он говорил, что если атомную энергию уже открыли, «закрыть» ее обратно не получится, теперь человечество будет с ней жить. И это правда, вопрос только в том, что она должна быть безопасной, чтобы мы сами не обратили ее против себя. Неважно, сознательно или по незнанию. А для того чтобы этого незнания было меньше, нам нужно учиться овладевать этой ядерной энергией во всех ее проявлениях, направлениях и ракурсах. Это значительно важнее и труднее, чем закрывать атомные станции. Чудес не бывает, и если мы хотим получать энергию, не сжигая углеводороды и не нанося большого вреда природе, собственному здоровью и здоровью своих детей, то другого пути у нас фактически нет.
—А управляемый термояд, который нам обещают уже больше полувека? По вашему прогнозу, когда мы его получим?
— Я вам отвечу не совсем обычно. А именно: мы уже давно получили термоядерную энергетику и давно ею пользуемся. Все виды энергии, которые люди используют: ветер, реки, даже те же углеводороды — все они имеют основой термояд. Если бы не горела в недрах Солнца термоядерная реакция синтеза, у нас бы ничего этого не было. Так что основа всей энергетики на Земле — это термояд.
— Но этот термояд не особо управляем. Когда мы научимся зажигать собственное маленькое солнышко на Земле?
— Когда на заре развития термояда такой вопрос задали другому нашему гениальному физику, академику Л.А. Арцимовичу, он ответил: «Термоядерная энергетика появится тогда, когда человечество в ней действительно будет нуждаться». Еще один известный ученый, кстати, один из немногих друзей великого Л.Д. Ландау, академик М.А. Стырикович говорил так: «Энергетика— это физика плюс экономика». То есть первое, что надо сделать для овладения новым энергоресурсом, — понять, можно ли вообще ту или иную энерготехнологию реализовать с физической точки зрения, не противоречит ли эта технология законам физики. А второе — это должно быть выгодно с экономической точки зрения. Так вот, по оценкам ряда ученых и экспертов, когда нефть станет стоить больше $500 за баррель, вот тогда, скорее всего, и наступит время термояда. Потому что тогда он станет выгоден.
— А сейчас невыгоден?
— Пока нет.
— Тем не менее когда-нибудь мы его получим. И «Росатом» как мировой лидер в разработке, планировании и строительстве атомных электростанций должен быть к этому готов.
— А он и готовится.
— Но пока действительно практические работы по укрощению термояда ведутся только в рамках базирующегося во Франции международного проекта ITER.
— Вы не совсем правы. Как раз «Росатом» очень много делает в этом стратегически перспективном направлении. ITER — большая термоядерная машина необходимый этап в построении термоядерной энергетики будущего. Но это не единственный вектор, по которому идет развитие. Например, есть еще направление, связанное с лазерным термоядом.
— Это когда термоядерная реакция зажигается одновременным воздействием множества мощных лазеров?
— Работы в этом направлении с разным успехом осуществляются еще в США, Японии, Франции. Англии. То есть наступление идет с многих сторон. В этой области «Росатом» тоже занимает хорошие позиции. Так что движение к цели идет — и она будет достигнута. Тем более что кроме чисто прагматической задачи овладения термоядерной энергией там еще очень интересная физика, которая может открыться нам с совершенно новой, неизвестной стороны. Ведь вся атомная отрасль возникла совершенно случайно из одного, казалось бы, неудачного эксперимента Энрико Ферми. У него была идея, что можно получить тяжелые трансурановые элементы путем добавления к тяжелому ядру нейтронов. То есть с прибавлением к ядру нейтронов атом становится все тяжелее и тяжелее. Представьте, каково было удивление ученых, когда после очередной добавки атом стал не тяжелее, а легче. Оказалось, что он просто распался на два куска. Ферми решил исследовать этот процесс, посмотреть, что собой представляют осколки, сколько нейтронов потребовалось на то, чтобы разделить атом, и сколько нейтронов выделилось при этом делении. Выяснилась замечательная вещь: нейтронов выделилось больше, чем было поглощено. Тогда и появилась идея создания цепной реакции. Этого никто не мог предвидеть. Эрнест Резерфорд умер в 1937 г., считая, что ядерная физика никогда не получит практического применения. Он был в этом уверен.
— Однако человечество успешно пользуется ядерной энергией уже три четверти века. Одно тревожит: люди до сих пор боятся атомной энергетики. Как сделать, чтобы мы перестали бояться человека с атомом?
— К счастью, боятся все меньше. Профессионалы вообще не боятся, они просто знают опасности и оценивают риски. В любой случае, с атомной энергией или без нее, вы всегда живете среди самых разных рисков, опасностей, каких-то неприятных случайностей и т.д. Их просто необходимо понимать, уметь с ними сосуществовать. Поэтому надо делать так, чтобы люди знали о ядерной энергетике больше. У нее есть огромное преимущество перед всеми другими видами энергетики. Плотность энергии в ядерном топливе в 10 млн раз выше, чем в химическом топливе. Отсюда куча разных бонусов, без которых нам уже сложно представить нашу современную жизнь и вообще невозможно — жизнь будущую. К звездам без ядерных ракетных двигателей точно не полетим.
■
Беседовал Валерий Чумаков
