Термоядролық энергетика табалдырығындағы әлем

Әлем өнеркәсіптік революциядан кейінгі ең үлкен энергетикалық серпіліс алдында тұр. Ұзақ уақыт бойы "болашақтың мәңгілік энергиясы" ретінде қабылданған термоядролық синтез бүгінде теориялық әзірлемелерден асып түседі. Соңғы айларда бірден бірнеше ел мен ұйым келесіні көрсететін маңызды мәлімдемелер мен қадамдар жасады: басқарылатын синтез үшін жаһандық жарыс жеделдеп жатыр. Ілгеріліс біркелкі емес, бірақ шарасыз — және технологияны коммерциялық тұрғыдан тиімді деңгейге бірінші болып кім жеткізе алатынына әлемнің энергетикалық картасында күштердің жаңа орналасуы байланысты болады.

2025 жылғы шілдеде Қытай Халық Республикасы көп назар аударды, бұнда BEST — Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak деп аталатын жаңа буын термоядролық реакторды жедел құрастыру жүргізіліп жатыр. Бұл жоба ауқымы жағынан ғана емес, сондай-ақ алға қойған мақсаттары бойынша да өршіл: 2027 жылға қарай беске бір энергетикалық шығу коэффициентіне қол жеткізу. Басқа сөзбен айтқанда, реактор синтезді сақтау үшін тұтынғаннан бес есе көп энергия беруі керек.

BEST қондырғысы классикалық токамак-конфигурацияны - плазма қуатты магнит өрістерімен ұсталатын сақина тәрізді камераны қолданады. Реакцияны бастау үшін сутегі изотоптарының қоспасын күн бетінен жоғары температураға дейін қыздыру қажет, содан кейін ядролардың бірігу процесі және энергияның бөлінуі басталады. Кәдімгі атом электр станцияларында болатын бөлінуден айырмашылығы - синтездің іс жүзінде радиоактивті қалдықтарды қалдырмауы.

Техникалық тұрғыдан алғанда, жоба - нақты инженерлік сынақ. Құрылымның салмағы 5 900 тоннадан асады, ал компоненттерді орнату дәлдігі миллиметрлермен есептеледі. Осыған қарамастан, құрылыс "қытайлық" деп аталатын жоғары жылдамдықпен ілгерілеп келеді, бұл әсіресе бір уақытта басталған американдық SPARC-пен салыстырғанда байқалады. BEST, бұл ретте, аз қуатты магниттерді пайдаланады, бірақ жоғары энергия шығысына бағытталған. Қытайлық қондырғының сәтті іске қосылуы елдің технологиялық көшбасшылығын нығайтып қана қоймай, сондай-ақ бүкіл әлемге коммерциялық термояд - фантастика емес, инженерлік ерік пен өнеркәсіптік база мәселесі екенін көрсетеді.

Тәсілдердің бытыраңқылығы, бюрократиялық кедергілер және саяси драйвтың болмауы Еуропаға өзінің ғылыми жетістіктерін технологиялық көшбасшылыққа айналдыруға кедергі келтіреді. Еуропалық термоядролық стартаптарға жеке инвестициялар әзірге ең төменгі деңгейде қалып отыр, ал өршіл жобалар нақты мерзімдер мен қаржыландыру болмаған кезде тежеледі. Сараптамалық қоғамдастықта іс-қимылдарды үйлестірумен, инфрақұрылымға инвестициялармен және жоғары саяси басшылықтың қолдауымен синтезді дамытудың жалпыеуропалық стратегиясын қалыптастыруға үндеулер күшейе түседі.

Сонымен қатар АҚШ-та және басқа батыс елдерде назар термоядтың ғылыми тұрғыдан өнеркәсіптік жағына ауысып келеді. Сарапшылар мен зерттеушілер дабыл қағып жатыр: Батыс технологияның болмауынан емес, қажетті жеткізілім тізбегі мен онымен байланысты салаларды құра алмауынан ұтылуы мүмкін. Қытай қазірдің өзінде-ақ асқын өткізгіш магниттерге арналған жұқа үлдірлі жабындарды, үлкен металл конструкцияларын және қуат электроникасын қоса алғанда, негізгі компоненттерді өндіруде үстемдік етеді. Бұл салалар термоядролық қондырғыларды жаппай салу мүмкіндігімен тікелей байланысты.

Өнеркәсіптік үстемдікке қарай бұл еңіс күн панельдері мен аккумуляторлармен бұрын байқалған жағдайға ұқсайды: негізгі технологиялар батыс зертханаларында жасалды, бірақ олар Қытайға жаппай өндіріске кетті. Қазір оқиға қайталануы мүмкін. Бұған жол бермеу үшін АҚШ, Еуропа және олардың одақтастары шұғыл түрде қондырғылардың өздеріне ғана емес, сондай-ақ криогендік жүйелер мен отын өндірісінен бастап жаңа қорытпалар мен жылу алмастырғыш материалдарға дейін қосалқы салаларды дамытуға қаражат салуы керек.

Алайда, термоядролық жарыс — бұл тек реакторлар мен индустрия туралы емес. Табыстың маңызды элементі адами капитал. Ұлыбритания 2025 жылғы шілдеде FOSTER бастамасы аясында халықаралық стипендия бағдарламасын іске қосып, оған бәс тігуде. Бағдарламаның мәні — термоядролық энергетиканың негізгі міндеттерін бірлесіп шеше алатын жаһандық ғылыми қоғамдастықты қалыптастыру. Ұлыбританиядан және серіктес елдерден келген постдокторанттар шетелде тағылымдамадан өтіп, жұпта жұмыс істейді. Бірінші халықаралық серіктес — Сингапурдағы NTU университеті жұмысқа қабылдай бастады.

Бұндай модель — тек білім беру бағдарламасы емес. Бұл 5-10 жылдан кейін жаңа буынның энергетикалық инфрақұрылымының сәулетшісі болатын адамдарға стратегиялық инвестиция. Мұндай трансұлттық алмасулар ғылыми байланыстарды нығайтуға ғана емес, сондай-ақ жаһандық ауқымдағы мәселені шешу үшін маңызды ынтымақтастық мәдениетін таратуға мүмкіндік береді.

Соңғы айлардағы оқиғалар термоядролық энергетиканың жаңа кезеңге өткенін көрсетеді. Енді оның ғылыми іске асырылуына күмән жоқ - қазіргі мәселе - жылдамдық пен үйлестіру. Қытай өзінің дәстүрлі мықты тұстарын қолдана отырып, жеті мильдік қадамдармен ілгерілеп келеді: масштаб, өндіріс қуаты және орталықтандырылған жоспарлау. Еуропа әлі күнге дейін ғылыми зерттеулерде көш бастап келеді, бірақ фрагменттілікке байланысты қарқынын жоғалтады. АҚШ және оның серіктестері қуып жетуге тырысады, бірақ институционалдық және қаржылық жұмылдыруды қажет етеді. Ұлыбритания термоядролық жарыс спринт емес, марафон екенін түсініп, болашақ кадрларға баса назар аударады.

Осы жаһандық динамика аясында Қазақстанның өзінің ядролық энергетикалық бағдарламасын дамыта бастаған алғашқы қадамдарын да атап өткен жөн. Мемлекет деңгейінде қолдау тапқан бірінші атом электр станциясын салу туралы шешім елдің жаңа деңгейдегі құзыреттілікті қалыптастыруға көшуін белгіледі. Бұл қадам көміртекті бейтарап генерацияға ғана емес, сондай-ақ болашақ термоядролық экономикаға қатысу үшін қажетті технологиялық базаны құруға жол ашады. Болашақта ядролық инженерия, материалтану, криогендік және плазмалық технологиялар саласындағы өз мектебінің болуы әлемдік термоядролық сала шынымен де ауқымды коммерцияландыру кезеңіне өтеді деген шартпен Қазақстанға термоядролық технологияларды қолдануға ғана емес, дамытуға да қабілетті мемлекеттер қатарына кіруге мүмкіндік береді.