Да създадеш Слънце на Земята: Казанлъчанка ръководи част от проекта на века

Инж. Анна Енчева, която ръководи важна част от световния проект за чиста енергия – ITER, пред Economy.bg

Повратен момент за човечеството. Така много световни медии коментираха преди дни началото на монтажа в Южна Франция на най-големия в света термоядрен експериментален реактор, известен като ITER. „На това място ще имаме машина, в сърцето на която ще запалим миниатюрно слънце. Това малко слънце ще генерира енергия. Ще използваме тази енергия да произведем електричество“, обясни накратко идеята на мащабния проект говорителят на ITER Робер Арно пред AFP.

В сърцето на най-амбициозния научен и технологичен проект стои българката Анна Енчева от Казанлък. Дълги години тя е единственият български инженер в мащабния експеримент.

Анна Енчева е дъщеря на известния казанлъшки адвокат Милка Кърпачева (Енчева). След завършване на гимназията последва професията на майка си, но по-късно тя избира да поеме по пътя на баща си Слави - инженер, старши научен сътрудник и доктор на техническите науки. Спечелва мястото в международния проект ITER с конкурс, заради добрата комбинация от научен, инженерен и управленски опит. Анна е носител и на специалната награда на EDF  (френската агенция по ядрена енергетика) Fem'Energia.

Проектът ITER е създаден въз основа на международно споразумение от 2006 между 35 страни, включително тези в ЕС, Китай, САЩ, Индия, Япония, Южна Корея, Русия и Швейцария. Наречен е най-големият научен проект в човешката история. Идеята му е да произведе чиста енергия чрез ядрен синтез – същият процес, който захранва Слънцето. Така той може да се окаже алтернатива на въглищата и газа, и да помогне за решение на проблема с глобалното затопляне. Стойността му възлиза на около 20 млрд. евро.

По план ITER трябва да започне да произвежда енергия след 5 години, но само на експериментална база. Ще минат доста години, преди да можем да произвеждаме електроенергия по този метод.

Свързахме се с Анна, за да ни разкаже повече за потенциала и предизвикателствата на суперреактора на бъдещето, има ли рискове, каква е нейната роля и какъв път е извървяла до ITER.

Анна, преди дни започна монтажът на експерименталния термоядрен реактор ITER. Какво е значението на това събитие?
Това беше една официална церемония, която да отбележи старта на монтажа и сглобяването на самия реактор. Иначе строителните работи започнаха през 2010 на обширна площ от 42 хектара в Южна Франция. Сега този момент отбеляза пристигането на първите големи компоненти на реактора – тороидалните бубини, един сектор от вакуумната камера и част от топлинния щит. С тези компоненти вече може да започне сглобяването на машината.
Значението на събитието е, че успяхме да докажем, че компоненти от такъв мащаб, с такива размери и много високи технически изисквания, могат да бъдат произведени. Това е първото по рода подобно производство. Изпитахме индустрията до крайния й лимит. Също означава, че машината може да бъде завършена като строеж и монтаж по плана, договорен със страните участнички.

Проектът е експериментален. Какъв е потенциалът му, ако се окаже успешен?
Проектът е експериментален, първи по вида си с подобни размери. Има други такива реактори по света, но те са доста по-малки и са с научна цел. Идеята на ITER е да докаже, че машина с такива големи мащаби може да бъде построена. След като това бъде доказано от инженерна гледна точка, ще има поредица от експерименти, с които ще се заемат основно физиците. Крайната цел, но не на тази машина, а на следващите от рода, е да могат да произвеждат електроенергия с надеждата да се реши този проблем за цялото човечество. Тази машина няма да може да произвежда електроенергия, но следващата, по която вече усилено работят някои от страните участнички в проекта, ще може. Тя се казва демо реактор, т.е. ще бъде свързана с турбини и с електрическа мрежа, за да докаже, че това, което излиза от процеса на термоядрен синтез, може да доведе до производство на електроенергия. Вече след тази демо машина, т.е. след 2050, ако всичко върви по план, може да се премине и към комерсиално производство и инсталация на подобни реактори.

Значи можем да очакваме комерсиално производство на такъв тип електроенергия след 2050 при най-оптимистичния вариант?
Да, има някои страни, които вече разработват и започват строежа на демо машините, защото искат процесите да вървят паралелно и да стане по-бързо. Като имаме предвид, че първите идеи за подобен тип електроенергия са се зародили през 50-те години на миналия век, те не искат повече да губят време и да изчакват, за да видят резултатите на ITER, а работят паралелно по вариант, който може да доведе до нещо конкретно.

Демо реакторът на площадката на ITER ли ще бъде изграден? Какво ще се случи с ITER след приключването на експеримента?
След като се приключи с инсталацията на машината, след като се пусне първа плазма, планът е машината да функционира експериментално 20 години. След този период на това място не е предвидено да се строи демо реактор.

Той къде ще бъде изграден?
Идеята е, че никоя страна не може да си позволи сама да изгради ITER като огромен по мащаб проект, който е свързан с голям риск и доста сериозно финансово участие. Затова в проекта участват много държави, които, от една страна, влагат финансов ресурс и ноу-хау, но от друга, след като се получи един добър резултат, той да може да се използва от всички тези страни. Що се отнася до демо машината, няма решение тя да бъде изградена с международно участие, това ще зависи от желанието на всяка отделна държава, която може да ползва всичко научено до момента благодарение на ITER.

Казахте, че проектът е свързан с голям риск. Само за финансов риск ли говорите?
Всичко води до финансов риск в крайна сметка, но първо става дума за технически риск. Защото машина с такъв размер и високи технологични изисквания не е строена до момента. Така че първият риск е инженерен – дали тези компоненти ще могат да бъдат произведени – вече доказахме, че можем. После дали те ще могат да бъдат монтирани и сглобени – това също ще стане ясно скоро. В един по-късен етап идва и рискът от страна на физиката. Защото идеята за машината е направена на базата на различни теоретични модели, със симулации на плазмата за това какви резултати ще даде при определени първоначално зададени данни. Правена е и на базата на всички тези малки експериментални опити в Англия, в Америка, в Корея, в Китай и т.н., а също и на физични модели, които доказват, че машина с такъв размер ще може да произведе повече енергия, отколкото се влага в машината за поддържане на процесите. Изискването при нас е да получим минимум 10 пъти повече енергия от вложената. Например внасяме 50 мВт, за да може да започне и да се поддържа процесът, и да се създаде плазмата, като очакването ни е да се произведе поне 500 мВт, за да има смисъл. Демо машините или комерсиалните впоследствие ще имат и по-голям капацитет.

С други думи, успех за ITER би бил да произвежда 10 пъти повече енергия от вложената?
Да, но може да бъде наречен и успешен и при по-малки резултати. Идеята е да се извлекат изводи или да се подобрят физичните модели, използвани до момента.

Защо се налага експериментът да продължи 20 години?
Планът за момента е в края на 2025 да може да се получи първа плазма в машината. Това е първият стадий, но той е при използване на ограничен брой компоненти. Впоследствие ще има втора фаза на сглобяване и монтаж, където ще влязат много от компонентите, които са във вътрешната част на реактора и които ще издържат на много висока температура от около 150 млн. градуса. И в по-нататъшна фаза ще се използва освен деутерий също и тритий. Комбинацията от тях е най-ефективният процес, при който може да се произведе най-голямо количество енергия като краен продукт. Всички тези етапи – сглобяване, експлоатация, изводи, подобряване на параметри, отнемат време. Друго, което усложнява процеса, е, че строежът на този тип реактори се прави по абсолютно всички изисквания, по които се прави нормален ядрен реактор на основата на ядрен разпад. Това са много стандарти - международни и френски, за строеж на една ядрена централа.

Това означава ли, че процесът е напълно безопасен? Има ли рискове при евентуална авария?
Това е основното опасение на широката публика в такива случаи. Страховете са обясними. Още помним и гледаме филмите за Чернобил, знаем за Фукушима и т.н.
Защо това няма да се случи? При нормалния ядрен разпад – процесът в стандартните ядрени централи, реакторът, ако експлодира, се разтапя и става голяма купчина от радиоактивни отпадъци, отделят се милиони частици във въздуха, земята, водата.
При ядрения синтез има три основни параметъра, които са много важни за протичането му. Това е високата температура, която не се постига лесно в условията на Земята. Това е температурата на повърхността и в сърцевината на Слънцето. На земята обаче действат съвсем други сили на привличане и това е много труден процес на възпроизвеждане. След високата температура идва определена плътност на плазмата и продължителност на процеса. Ако имаме само малко отклонение в тези параметри напр. малко замърсяване на плазмата, процесът се разпада и нито може да стане експлозия, нито разтопяване на каквито и да било компоненти. От друга страна, имаме много малко радиоактивни отпадъци, като има стриктен начин за използване на манипулатори за дистанционно отстраняване на всички тези компоненти, когато приключи експериментът. Има специална сграда, в която те по определен начин ще се складират и после ще се изнасят към места за радиоактивни отпадъци. Освен това активността на тези компоненти, които имат дори и минимално радиоактивно действие, е много ниска. Те могат да се рециклират и да се използват отново след около 100 години. Знаете също, че Франция е доста напреднала в развитието на ядрената енергетика, 80% от енергията й се добива от ядрени централи. Те имат много добре установени регламенти.

Затова ли е избрана Франция като локация за ITER?
Да, има значение и този факт.

Какви са плюсовете и недостатъците от производството на електроенергия чрез ядрен синтез?
Основните плюсове са, че ако успеем, се отделя огромно количество енергия, което е сравнимо с количеството, което може да се произведе от газ, въглища, нафта и т.н. Но за тях вече никой не говори заради ефекта им върху околната среда. Основното гориво на термоядрения синтез е неизчерпаемо – то съществува в моретата и океаните, и деутерий може да се дестилира по много лесен начин. Ядреният синтез не отделя въобще въглероден диоксид или други газове в атмосферата. Активността на компонентите е много малка и те могат да се рециклират. Мощността на такива реактори е доста висока и сравнима с тези на традиционните ядрени реактори. Очаква се цената да бъде колкото при тях и с годините с усъвършенстването на технологиите дори по-ниска. Това е просто един неизчерпаем източник на енергия.
Недостатъците – технологично много предизвикателен проект като производство и монтаж на компонентите. Предизвикателство е също, че компонентите идват от различни страни и могат да се различават леко като качество, макар да имаме еднакви изисквания към тях. Това води до трудности при монтажа. И като всеки международен проект затруднение е, че има и сравнителна доза политическа намеса при решенията.

България участва в проекта като част от ЕС?
Да. Един от участниците е ЕС и със страните членки те са общо 35, сред които Русия, Южна Корея, Индия, Китай, Япония, САЩ. Много добро стечение на обстоятелствата беше, че споразумението за проекта, подписан през 2006, влезе в сила през 2007, когато България се присъедини към ЕС.

Значи България може да се възползва също от опита, който ще съберете с проекта сега?
Разбира се. Това важи за всички страни участнички, вкл. и за България.

Колко голям е екипът на ITER?
В момента около 2500 души работят на строежа. В офисите служителите, назначени от ITER организацията, са около 950. Има и други около 550-600 души, които са със статут външни служители. Общо говорим за около 4000 души.

Каква е Вашата роля в проекта? Откога сте заета с него и как се включихте?
Тук отново изигра роля щастливото обстоятелство, че България влезе в ЕС. И по-рано имах предложение за ITER, но нямаше как да ме назначат, защото България не беше част от ЕС.

Вие ли бяхте първият български инженер, работещ в ITER?
Да, аз бях първата и до преди 4-5 години единствената.
През 2007 получих поредното предложение. Приех и се преместих във Франция, защото преди това работех в Швейцария. Отначало бях в отдела по диагностика, където отговарях за инженерната част. През 2013 ми предложиха да поема проекта по вътрешните бубини.

Колко дълъг път извървяхте от Казанлък до позицията в момента в ITER?
Това не ми е било цел. По-скоро амбицията ми беше да стана адвокат като майка ми. Това не стана и в последния момент кандидатствах в английския факултет по индустриално инженерство към Техническия университет в София. После направих магистратура към немския факултет.

От адвокат до инженер – как намерихте пресечната точка?
Не е трудно. Исках да бъда адвокат като майка ми, но станах инженер като баща ми. Но не съм знаела за ITER, докато не отидох в Германия да правя докторантура в Института „Макс Планк“, където част от сградите бяха дадени на ITER като малък дизайнерски отдел тогава. Преди Германия обаче три години работих към българското представителство на немската фирма Festo. Иначе в Германия работих 5 години към „Макс Планк“ и оттам получих предложение за Швейцария, където отговарях за инженерната част на проект към ITER. Така чрез работата ми там се запознах с тогавашните колеги от ITER.

Какво означава за Вас да сте първият български инженер част от подобен исторически проект и да заемате такава отговорна позиция?
За мен беше голяма гордост, но и отговорност, защото сроковете са много кратки, а целите, които трябва да се постигнат, са високи. Много е мотивиращо и интересно всеки ден да се сблъсквам с различни предизвикателства и да се опитваме да намираме решения.

Кое е най-голямото предизвикателство да си жена инженер? Инженерната професия не е популярен избор за кариера сред жените.
Никога не съм гледала на себе си като на нещо по-специално и различно. Винаги работя на равна нога с мъжете. Те гледат на тебе като конкурент и понякога действат еднакво грубо или агресивно. Единственото, на което съм разчитала, е на труда, опита и знанията си.

Защо е важно да има повече дами в доминирани от мъже области като науката и технологиите?
Защото жените имат малко по-различно виждане и подход при определени критични ситуации и често могат да намерят друго решение. Идеите доста често са сполучливи и това идва от нашия усет и по-доброто познаване на хората и на ситуацията.

Economy.bg

Снимки: ITER и лична снимка със сина ѝ