Термоядерная Поднебесная

В конце июля ленты информагентств обошла новость о том, что Китай завершил строительство крупнейшего в мире сверхпроводящего магнита и значительно приблизился к созданию «искусственного солнца» или, говоря проще, термоядерного реактора. Основными источниками этой действительно нерядовой информации стали публикации китайской Global Times и агентства Синьхуа.

Длина китайского сверхпроводящего магнита составляет 21 метр, ширина — 12, вес — 582 тонны. Впечатляют, однако, не так габариты, как предназначение магнита. Он создан для того, чтобы реализовать, наконец, идею управляемого термоядерного синтеза на Земле — идею, которая будоражит умы ученых уже около века. В пятидесятые годы прошлого века советские ученые Андрей Сахаров и Игорь Тамм разработали концепцию токамака — камеры с магнитными катушками для удержания плазмы. Благодаря этому идея термоядерного реактора перешла, наконец, в практическую плоскость.

Безопасно, экологично и… сложно

Прямая задача сделанного китайцами магнита — удерживать плазму, раскаленную до ста миллионов градусов. Природный термоядерный синтез реализуется на Солнце. Максимальная температура там даже пониже — около пятнадцати миллионов градусов, зато на Солнце выше давление, и это облегчает процесс. Не исключено, что благодаря китайским разработкам в ближайшие годы устойчивый термоядерный синтез станет возможен и на Земле.

Китайский сверхпроводимый магнит — самый крупный из всех существующих, но главное даже не это. Главное тут то, что китайцы намерены завершить эксперименты с плазмой к концу 2027 года, а в 2030 начать демонстрационную выработку термоядерной энергии.

Если это удастся, это будет беспрецедентный прорыв, способный обеспечить человечество почти бесконечным запасом энергии.

Стоит заметить, что у термояда есть важные преимущества перед привычной для нас атомной энергией.

Первое — безопасность. На атомной электростанции цепная реакция может выйти из-под контроля и дать нечто подобное Чернобылю или Фукусиме. В термоядерном реакторе все наоборот: синтез очень трудно запустить и еще труднее поддерживать. Если что-то пойдет не так, реакция просто мгновенно затухнет без каких бы то ни было последствий.

Второе преимущество — экологичность. В обычной АЭС образуются высокоактивные отходы, которые опасны тысячи и даже миллионы лет. Их нужно надежно изолировать, и это целая проблема для производителей атомной энергии. В термояде же основной отход — активированные нейтронами конструкционные материалы, например, стенки реактора. Нейтроны бомбардируют металл, делая его радиоактивным, но период полураспада этих изотопов обычно гораздо короче, чем в случае с АЭС. Даже самые стабильные изотопы, связанные с термоядом, снижаются до безопасного уровня примерно за сто лет.

Сверхпроводящий магнит с тороидальным полем для термоядерного реактора в Хэфэе. Фото с сайта globaltimes.cn

Третье преимущество — наличие топлива. Для АЭС в первую очередь нужен уран, запасы которого ограничены, а добывать его и обогащать — сложно. Основные компоненты термояда — дейтерий и тритий. Дейтерия много в морской воде: литр ее способен дать энергию, эквивалентную сотням литров нефти. Тритий же можно нарабатывать прямо в реакторе из лития, а запасы лития тоже достаточно велики. Так что в глобальном смысле топливо для термояда — почти неисчерпаемый ресурс.

Четвертое преимущество — энергоемкость. На единицу массы топлива термоядерный синтез дает в несколько раз больше энергии, чем деление урана.

Встает естественный вопрос — если все действительно так здорово, почему мы до сих пор пользуемся АЭС вместо того, чтобы перейти на термоядерное топливо? Если отвечать в двух словах, то можно сказать, что до сих пор это очень сложно чисто технически. Крайне трудно добиться устойчивой самоподдерживающейся реакции, где энергии вырабатываться будет больше, чем тратиться на разогрев и удержание плазмы. Кроме того, очень сложно удерживать раскаленную плазму, температура которой превышает сто миллионов градусов. Есть и другие проблемы, которые нелегко обойти. Какие-то из этих проблем решаются благодаря китайским разработкам, какие-то до сих пор актуальны. Как считают сами разработчики, создание магнитов для реактора — это 80 процентов успеха всего дела. Однако остается еще 20 процентов — и они тоже крайне непросты.

Несмотря на достигнутый прогресс, коммерческое использование термоядерной энергии остается сложной задачей. Если испытания окажутся успешными, впереди — сборка всей установки и длительные проверки в экстремальных условиях.

Есть порох в пороховницах

Говоря о своих исследованиях, сами китайцы особенно отмечают технологическую независимость проекта. По их словам, все ключевые компоненты созданы в Китае. За шесть лет работы над проектом получено 47 патентов и заложено 25 отраслевых стандартов. Оказывается, для китайцев самостоятельность разработки — вещь не менее важная, чем сам факт скачка к созданию термоядерного реактора.

Базовая статья, на которую ориентируются иностранные СМИ, вышла в английской версии газеты «Жэньминь Жибао». Это знаковый момент, он отсылает нас к позиционированию Китая на международной арене. Руководство КНР хочет, чтобы о новых достижениях китайской науки узнало как можно больше людей — и рассказывает о них по-английски. Поднебесная лишний раз дает понять, что она перестала быть не только цехом по пошиву тапочек, но и заводом по сборке компьютеров, и перешла на гораздо более высокий технологический уровень.

До последних лет недоброжелатели-иностранцы спрашивали китайцев: а что, собственно, такого вы изобрели, кроме шелка, компаса, бумаги, книгопечатания и пороха — да и то в незапамятные времена? Неоднократно намекалось, что творческий порыв и инженерные способности китайского народа остались в далеком прошлом, сейчас он способен лишь на воспроизведение того, что было открыто другими.

Именно поэтому китайцы сейчас не просто занимаются наукой и техникой: они доказывают всему миру, что есть еще порох в китайских пороховницах, они не просто способны на многое — они могут обогнать весь мир. Так, во всяком случае следует понимать их пиаровскую активность последних лет. Следует признать, что некоторые основания для этого имеются: КНР регулярно рапортует о своих научных и технологических достижениях. Другое дело, что сенсационные заявления — это одно, а реальность — другое.

Так, например, в 2025 году китайцы шумно представили прототип ядерной батареи Zhulong-1. По словам ее создателей, их изобретение способно устойчиво работать тысячи лет. Однако на практике все оказалось гораздо скромнее. В частности, выяснилось, что у устройства очень низкая абсолютная мощность и применять его можно на устройствах, которым нужен стабильный, но очень маломощный источник. Есть и другие нюансы, переводящие китайскую ядерную батарею из разряда фантастических открытий в категорию изобретений, не лишенных некоторой перспективы. Показательно, что следующая версия — Zhulong-2 — так и не вышла, хотя анонсировалась на конец 2025 — начало 2026 годов.

Исследователи наблюдают за тестированием высокотемпературной сверхпроводящей центральной соленоидной катушки в Хэфэе. Фото с сайта people.cn

Другой вариант китайских отношений с наукой и техникой — это когда изобретение сделали другие, а китайцы нашли способ его масштабного воспроизводства. Как это было, например, с гибкими ультраплоскими алмазными пленками. Конечно, вопросы производства очень важны, однако право первой ночи тут принадлежит не китайцам: они изобрели метод, но не сами пленки.

Известно, что китайцы делают большие успехи в освоении космоса, в разработке искусственного интеллекта, робототехнике и так далее. Но, как правило, сами изобретения в этом случае принадлежат не им, китайцы их только усовершенствуют. Либо, как это было в случае с ядерной батареей, эффективность этих изобретений пока еще не доказана. В последнем случае китайцы вполне по русской пословице говорят «гоп», не перепрыгнув. Можно сказать, что они используют метод Илона Маска, который крайне успешно продвигал свои идеи и изобретения. Но тут есть один нюанс: успешные изобретения, с которыми Маск имел дело, как правило, были сделаны до него — это касается, например, полетов в космос или электроавтомобилей. А вот, так сказать, оригинальные идеи Илона Маска обычно оказывались ненаучными или вовсе нереализуемыми. К числу последних можно отнести проект Hyperloop. В 2012 году Маск представил концепцию сверхскоростного транспорта: капсулы должны были двигаться в почти вакуумных трубах (частично за счет магнитной левитации, частично — аэродинамической подушки) со скоростью, превышающей скорость пассажирского самолета. На практике справиться с этой задачей так и не удалось.

Не все китайцы — шпионы

Почти сто лет назад в Советском Союзе начал издаваться журнал «Изобретатель и рационализатор». Название журнала обозначало два вида деятельности, разница между которыми очевидна. Изобретатель создает принципиально новое техническое решение, рационализатор улучшает уже существующее, оптимизирует его. В третьем тысячелетии перед китайцами ребром встал вопрос: кто они — изобретатели, способные на дерзания и творческую самостоятельность или рационализаторы, идущие по чужим стопам? И китайцы решили доказать всем, что они не только изобретатели, но и лучшие изобретатели в мире. Именно поэтому в проектах, подобных «Искусственному солнцу», сыны Поднебесной особо подчеркивают, что они технологически независимы от других стран.

Может быть, на практике это и не так, поскольку международного разделения труда никто не отменял. Но важно не это, важно объявить свою самостоятельность, свою независимость от других. Однако декларации не всегда совпадают с настоящим положением вещей.

Двусмысленность положения китайцев в части открытий и изобретений подчеркивает тот факт, что при Трампе США стали отказывать во въездных визах китайским студентам и аспирантам. В первую очередь это касалось тех, кто, по мнению американцев, был связан с китайскими организациями, реализующими стратегию так называемого «военно-гражданского слияния». При этом под удар в первую очередь попали аспиранты и исследователи в чувствительных для национальной безопасности областях: искусственный интеллект, аэрокосмическая инженерия, полупроводники, робототехника, передовые производственные технологии, квантовые вычисления.

Почему же китайцы подверглись дискриминации? Ответ прост — из-за борьбы с научно-техническим шпионажем. Конечно, это выглядит паранойей, ведь не все китайские студенты и исследователи — шпионы. Но в целом вопрос этот несколько сложнее, чем может показаться на первый взгляд. Да, не все китайцы шпионы. Однако почти все китайцы — большие патриоты своей родины. Это первое. И второе — у китайцев нет брезгливого и пренебрежительного отношения к шпионажу, если он служит интересам Китая. Таким образом если разведка КНР попросит китайского обывателя сделать что-нибудь за границей для своей страны, девять из десяти китайцев согласятся не раздумывая и ничего не требуя за это взамен. И это — не какое-то особенное коварство, это особенности психологии, в которой очень актуально разделение на «свой-чужой».

Исследователи проверяют платформу для тестирования высокотемпературной сверхпроводящей центральной соленоидной катушки в Хэфэе. Фото с сайта people.cn

Мост в обе стороны

С девяностых годов XX века массовое обучение китайцев за границей стало нормой, и это заложило основу для развития новой научно-технической школы Китая. Любопытно, что в начале двухтысячных Поднебесная отменила обязательное правило для возвращения студентов в Китай и пятилетнюю отработку на родине — в первую очередь для тех, кто учился за рубежом за свой счет. Это тоже очень показательный момент.

Почему китайское руководство не боялось, что студенты все поголовно останутся на Западе? Во-первых, в Китае случилась либерализация, здесь открылись новые возможности для хорошо образованных людей, так что китайцы возвращались на родину без участия кнута, только ради пряника. Второе, и главное — это тот самый китайский патриотизм. Сами китайцы, описывая его, используют образ резинового каната, один конец которого закреплен в сердце китайца, а второй — в самом Китае. Чем дальше китаец уезжает от Поднебесной, тем сильнее этот резиновый канат тянет китайца опять на родину. Но даже если китаец остается на Западе — ничего страшного, в этом тоже есть выгода для КНР. Такой китаец становится естественным агентом влияния Китая, его называют хуацяо, мост в Китай. По этому «мосту» в обе стороны могут проходить деньги, идеи, сведения и все остальное, что нужно Поднебесной.

Да, в идеале китайцы хотели бы все придумывать и открывать сами, но если так не получается — ничего, пусть хотя бы окружающий мир думает, что это так. Тем не менее благодаря гигантскому материальному и человеческому ресурсу Китай все равно постепенно выходит на передовые инженерно-технические позиции. В конце концов, при наличии средств это не так сложно — что не придумаешь сам, всегда можно купить. Да и научно-технического шпионажа, который так не любит Трамп, никто не отменял.

Так или иначе, несмотря на некоторые сложности, Китай движется вперед, и вне всяких сомнений, будет совершать важные научные открытия. Очень вероятно, что и термоядерную энергию он тоже начнет производить — не в 2030-м году, так в 2040-м. Однако нам едва ли следует слишком этому радоваться. Все дело в том, что китайский научный прорыв будет принадлежать не человечеству в целом, а конкретной стране. Благотворительностью на ровном месте КНР заниматься не будет, и ни с кем своими открытиями просто так не поделится. А это значит, что и Западу, и всему остальному миру нельзя расслабляться. Не стоит надеяться на добрую волю Китая — надо делать все, чтобы не отстать от Поднебесной в такой важной области, как научно-технический прогресс.