Францын өмнөд нутгийн Марсель хотоос 65 км-ийн зайд орших “Кадараш” эрдэм шинжилгээ-судалгааны төвд дэлхийд анхных болох ITER /International Thermonuclear Experimental Reactor/ гэдэг халуун цөмийн туршилтын реакторыг барих ажил эхэллээ. Нээлтийн ёслолд Ерөнхийлөгч Эммануэль Макрон оролцож, “Оддын дайн” киноны хөгжим эгшиглэжээ. Эрдэмтэд энэхүү реакторыг огт хэтрүүлэггүйгээр “хиймэл нар” гэж нэрлэж байна. Нарны эрчим хүч нь устөрөгчийг гели болгон хувиргадаг халуун цөмийн синтезийн урвалын үр дүнд үүсдэг билээ. Олон улс орны физикчид 10 давхар байшинтай тэнцэх буюу 30 м-ийн өндөртэй, ийм хэмжээний голчтой вакуум камер дотор халуун цөмийн синтезийн урвалыг үйлдвэрлэлийн түвшинд явуулахаар төлөвлөжээ.
Орос улс бол энэхүү амбицтай төсөлд бүр эртнээс оролцсоор ирсэн гол түншүүдийн нэг юм. Халуун цөмийн реакторыг байгуулах санааг Курчатовын нэрэмжит цөмийн эрчим хүчний хүрээлэнд ажиллаж байсан Зөвлөлтийн эрдэмтэд анх дэвшүүлсэн бөгөөд өдгөө уг санааг амьдралд хэрэгжүүлэхийг дэлхий даяараа хүсч тэмүүлж байна. Онолын үүднээс бол, халуун цөмийн синтез нь эрчим хүчний шавхагдашгүй эх үүсвэр юм. Хэдхэн грамм устөрөгчийн түлш нь олон мянган айлыг цахилгаан дулаанаар хангаж чадах бол ердөө ханборгоцой жимсний хэмжээтэй тоосгон хэлбэртэй түлш нь 10 мянган тонн нүүрсийг орлож чадна. 10 мянган тн гэдэг бол Улаанбаатарын IV ДЦС-ын нэг хоногт шатаадаг нүүрсний хэмжээ юм.
Гэхдээ дулааны болон атомын цахилгаан станцуудаас ялгаатай нь гэвэл, халуун цөмийн реактор нь хүлэмжийн хийгээр агаар мандлыг бохирдуулдагггүй, радио идэвхт хорт хаягдал ялгаруулдаггүй. “Халуун цөмийн синтезийн урвал нь олон тэрбум жил хэрэглэгдэх эрчим хүчийг одод дээр бий болгож байгаа нь бидний сэтгэлийг хөдөлгөж, урам өгсөн” хэмээн ИТЭР-ийн Ерөнхий захирал Бернар Биго ярьж байна. Гэхдээ төсөлд оролцож буй эрдэмтэд нэг зүйлийг онцлон хэлж байгаа юм. ИТЭР бол туршилтын реактор, энэ бол халуун цөмийн цахилгаан станц биш, харин урьд өмнө нь хэзээ хийгдэж байгаагүй өргөн хэмжээний физикийн туршилтын талбар юм. Хэрвээ бүх зүйл төлөвлөсний дагуу явагдах аваас энэхүү туршилт нь манай гарагийн эрчим хүчний ирээдүйг тодорхойлох болно.
“ИТЭР бол шинжлэх ухааны үнэхээрийн гайхамшигтай төсөл юм. Уг төсөл нь ирээдүйн эрчим хүч болох цэвэр, сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг бий болгох зорилгын төлөө бүх дэлхийг нэгтгэж чадсан. Ингэснээр халуун цөмийн синтезийн урвал нь дэлхий дээр ч гэсэн явагдах боломжтой гэдгийг харуулна” гэж Их Британийн цөмийн эрчим хүчний агентлагийн тэргүүн Иэн Чапман хэллээ.
Орчуулгагүйгээр ойлгогдох үгс – спутник, икра, водка, токамак
ИТЭР бол хүн төрөлхтний түүхэн дэх шинжлэх ухааны хамгийн өргөн цар хүрээтэй байгууламж юм. Туршилтанд Энэтхэг, Хятад, Орос, АНУ, Өмнөд Солонгос, Япон болон Европын Холбооны гишүүн орнууд, түүнчлэн Их Британи, Швейцарийн эрдэмтэд оролцож байна. Өөрөөр хэлбэл, дэлхийн хүн амын талаас дээш хувь нь амьдардаг, дэлхийн ДНБ-ний 80 хувийг үйлдвэрлэж буй улс орнуудын эрдэмтэд төслийг хэрэгжүүлж байгаа юм.
Үүний сацуу халуун цөмийн реактор бүтээх санааг Орос улс анх гаргасан гэдгийг төсөлд оролцогч бүх улс орон хүлээн зөвшөөрдөг. Реакторын төхөөрөмжийг “токамак” гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь “тороидальная камера с магнитными катушками” буюу соронзон ороомог бүхий цагираг хэлбэрт камер гэсэн үгийн товчлол юм. “Токамак гэдэг нь дундуур нь цахилгаан гүйдэл гүйж байдаг цагирган боов хэлбэртэй плазм юм. Энэ бол Зөвлөлтийн болон Оросын эрдэмтдийн ачаар дэлхий даяараа мэддэг болсон үгнүүдийн нэг. Спутник, икра, водка, токамак гэдэг үгсийг гадаадын иргэн хэн ч байсан гэсэн орчуулгагүйгээр ойлгоно” хэмээн Оросын ИТЭР агентлагийн захирал Анатолий Красильников ярьж байна.
Тэрбээр халуун цөмийн синтезийн судалгааг 40 гаруй жилийн турш хийж байгаа бөгөөд 1981 онд Москвагийн Физик-техникийн дээд сургуулийг төгсөнгүүтээ Курчатовын хүрээлэнд ажилд оржээ. Үүнээс хэдхэн жилийн дараа буюу 1985 онд токамакийг хамтран барих талаар АНУ, ЗХУ хоёр түүхэн гэрээ байгуулсан юм.
“Хоёр их гүрэн Хүйтэн дайны үеэр хоорондоо дайтаж байсан бол одоо шинжлэх ухааны төсөл хэрэгжүүлэх зэргээр хамтран ажиллаж чадна гэдгийн үлгэр жишээг үзүүлэхийн тулд Горбачев, Рейган хоёр реактор барихаар шийдсэн, удалгүй Япон болон Европын Холбоо бидэнтэй нэгдэн ажиллах болсон” хэмээн Красильников дурсан ярьж байна.
Хүйтэн дайн дууссаны дараа Америкийн санхүүжилтгүйгээр төсөл зогсоно гэж тооцсон АНУ дангаараа гэрээнээс гарчээ. Гэвч бусад түнш орнууд судалгааны үргэлжлүүлсээр байсан төдийгүй төслийн ажилд Энэтхэг, Хятад, Өмнөд Солонгос нэмж хамрагдлаа. Тэгэхээр америкчууд буруу тооцоолжээ.
“Тэгэнгүүт америкчууд буцаад орох хүсэлт тавьсан, ингээд 2004 онд тэднийг төсөлд буцааж оруулсан юм. Одоо хэрвээ тэд төслөөс гарлаа гэхэд сандрах зүйл огт байхгүй. Тэд төсөлд гол үүргийг гүйцэтгэдэггүй, төслийн ирээдүйг тэд тодорхойлохгүй” гэж Красильников хэллээ.
Реактор барих газраар Францын Кадарашыг сонгосны дараа санхүүжилтын 45 хувийг Европын Холбоо даахаар шийдвэрлэсэн ба үлдсэн зардлыг оролцогч орнууд тэнцүү хуваан гаргах ажээ.
Дэлхий дээрх Нар
Токамакийн түлш нь устөрөгчийн хоёр төрөл болох дейтерий ба тритий бөгөөд тэдгээрийг изотоп гэж нэрлэдэг. Нефть, хий, уранаас ялгаатай нь гэвэл, дейтерий, тритий хоёрын аль алиных нь нөөц хязгааргүй их юм. Дейтерийг далайн уснаас, тритийг лити гэдэг металлаас гарган авдаг.
Дэлхий даяар хэдэн зуун токамак баригдсан боловч ИТЭР бол плазмын гинжин урвалаар халуун цөмийн синтезийн урвал үүсгэдэг анхны реактор юм. Үүний тулд устөрөгчийг хэдэн сая градуст хүртэл халааж, улайссан плазмыг сарнин тархаахгүйн тулд ямар нэгэн байдлаар тогтоон барьж байх хэрэгтэй.
“Энэ бол Дэлхий дээрх Нар, гэхдээ Нарнаас 10 дахин халуун. Нар гэдэг бол таталцлын хүчээр өөрийгөө тогтоож байдаг асар том бөмбөлөг. Харин бид таталцлын хүчний оронд соронзон талбайг ашигладаг. Түүнийг хайлуулах боломжгүй бөгөөд соронзон хана үүсдэг. Үүнд л Зөвлөлтийн эрдэмтдийн санаачилсан зүйлийн онцлог нь оршиж байгаа юм” гэж Красильников тайлбарлалаа.
Реактор хэрхэн ажилладаг вэ?
-Устөрөгчийн изотопууд болох хэдэн грам дейтерий ба тритийг токамакийн хөндий цагариг руу шахаж оруулна.
-Устөрөгч хэдэн сая градус хүртэл халснаар плазм болж хувирна. Плазм гэдэг нь электронууд нь атомынхаа цөмөөс салж тасарсан ионжуулагдсан хий юм.
-10 мянган тонн жинтэй хэт дамжуулагч соронзонгуудаар үүсгэгдсэн соронзон талбай нь плазмыг тогтоон барьж, түүнийг хэлбэржүүлнэ.
-Температур 150 сая градус /Нарнаас 10 дахин халуун/ хүрэх үед халуун цөмийн урвал эхэлнэ.
-Дейтерий ба тритийгийн атомууд хоорондоо нэгдэж гели-4-ийн нэг атом ба асар их эрчим хүч /3,5 орчим МэВ/ бүхий нэг нейтроныг бий болгоно.
-Нейтронууд соронзон урхинаас гарч, кинетик энергиэрээ токамакийн хананууд дахь усыг халаана
-Ус уур болон хувирснаар турбиныг эргүүлнэ.
ЗХУ-ын үед бүтээж байсан ИТЭР. 1967 он
Эрдэмтдийн ярьснаар, халуун цөмийн реактор нь бүрэн төгс аюулгүй бөгөөд учир нь, түүн дотор дэлбэрэх зүйл огт байхгүй гэдэг нь хамгийн гол онцлог юм. “Осол гарах аваас цагирган боов маань шууд л унтарна, түүнийг дахиад л асаах хэрэгтэй болно. ИТЭР доторх плазмын температур нь 200-300 сая градус. Соронзон талбай нь тогтоож хүчрэхээ больж, плазм реакторын хананд цацагдлаа гэж бодоход температур шууд унаж, урвал зогсоно” гэж Оросын эрдэмтэн тайлбарласан юм.
Хүн төрөлхтний бүтээсэн бүхэн нэг дор
Энэхүү аварга том төслийг дангаараа хэрэгжүүлж чадах улс гүрэн дэлхий дээр байхгүй. Хөрөнгө мөнгөндөө ч гол нь биш, харин олон улсын хамтын ажиллагааны хүрээнд эрдэмтдийн боловсруулсан ноу-хаунд л гол учир нь байгаа юм.
Үнэн хэрэгтээ ИТЭР бол технологийн хөгжлөөр тэргүүлдэг улс орнуудын клуб бөгөөд улс бүр өөрийн технологийг төсөлд хандивлан оруулсан гэсэн үг. Оросууд бид токамак барих санааг анх дэвшүүлсэн бол хэн нэг нь хана барих санааг бодож олсон, нэмэлт халаалтын аргыг өөр нэгэн улс санаачилсан, мөн хэт дамжуулагчаа нийлүүлсэн улс бий. ИТЭР хүн төрөлхтний бүтээсэн бүхнийг нэг талбарт нэгтгэсэн” гэж Красильников хэллээ.
Жишээ нь, 4 давхар байшингийн хэмжээтэй, 360 тн жинтэй соронзон ороомог бий. Соронзны хэт дамжуулалтыг бий болгохын тулд шингэн гелиэр Цельсийн -269 градуст хүртэл хөргөнө. 13 м-ийн урт, 1000 тн жинтэй соленоид ороомог нь нисэх онгоц тээгч аварга хөлөг онгоцыг агаарт хөндийрүүлэн өргөж чадахуйц соронзон талбайг үүсгэнэ.
Системүүдийн ихэнхийг хэд хэдэн түнш компаниуд хамтран үйлдвэрлэдэг. Жишээ нь, мягмар гарагт угсарсан нэг деталийг Петербург хотноо Оросын эрдэмтэд зохион бүтээсэн бол Германы туслан гүйцэтгэгч компани угсарсан гэх мэт. Түншлэлийн гэрээний дагуу ИТЭР төсөлд оролцогч бүх улс орон цаашид токамакийг ашиглах, түүнийг барихад хэрэглэсэн технологиудыг ашиглах тал дээр тэгш эрхтэй. Тэгэхээр төслөөс гарсан ямар ч улс орон шинжлэх ухааны салбарт ганцаардалд орох эрсдэлтэй.
Гэхдээ төслөөс гарч явах санаа сэдэл хэнд ч төрөөгүй байна. Төсөлд оролцогчдын ярьж байгаагаар, ИТЭР бол шинжлэх ухааны төдийгүй нийгмийн шинжтэй өвөрмөц туршилт юм. Соёл ба сэтгэлгээний хувьд ялгаатай хүмүүс хамт ажиллаж, бие биенээсээ суралцаж байгаа нь бусад зүйлсээс дутахааргүй чухал ач холбогдолтой билээ.
“Улс төрийн тал дээр улс орнуудын харилцаа нэг үе дулаарч, нэг үе хүйтэрсээр байх болов уу. Харин ИТЭР бол мөс зүсэгч хөлгийн адилаар урагшилсаар байх болно” гэж Красильников эцэст нь дүгнэн хэллээ.
