В Курчатовском институте пройден еще один этап на пути к токамаку нового поколения
10 июня 2019
Учёные НИЦ "Курчатовский институт" успешно провели один из самых ответственных этапов модернизации токамака — тороидальной установки для магнитного удержания плазмы. В его центр специалисты поместили 12-тонный индуктор, или электромагнит. Это устройство инициирует плазменный разряд в камере мегаустановки. Ожидается, что раскаленная плазма поселится в "сердце" нового отечественного токамака Т-15МД в конце 2020 года, благодаря чему удастся решить целый ряд важных фундаментальных и прикладных задач.
На сегодняшний день существует несколько способов, позволяющих решить проблему управляемого термоядерного синтеза. Наиболее перспективный из них — использование магнитного поля для удержания высокотемпературной плазмы в камере, напоминающей по форме тор ("бублик") в установках типа токамак, впервые в мире созданных в 1950-х гг. в Курчатовском институте. Такой способ используется и в новейшей отечественной установке, которая сегодня создается в НИЦ "Курчатовский институт" совместно с ГК "Росатом".
Учёным Курчатовского института удалось успешно осуществить один из самых ответственных этапов в модернизации токамака. В центр мегаустановки был "опущен" 12-тонный индуктор — электромагнит, с помощью которого в камере будет создаваться плазма. Монтажные работы велись с большой осторожностью, нельзя было допустить малейшей неточности — расстояние между индуктором и стенками магнитной системы составляло всего сантиметр.
"После того, как по индуктору пускают переменный электрический ток, создается магнитное поле. Благодаря этому в камере токамака появляется вихревое электрическое поле, что приводит к пробою газа и росту тока в плазме. Иными словами, индуктор инициирует в камере плазменный разряд. Сколько работает индуктор, столько существует плазма в токамаке", — объяснил доктор технических наук, научный руководитель Курчатовского комплекса термоядерной энергетики и плазменных технологий НИЦ "Курчатовский институт" Пётр Хвостенко.
По словам учёного, с помощью индуктора можно будет получить ток в плазме в 2 мегаампер.
"Мы находимся на завершающей стадии модернизации токамака. Самые сложные этапы — сборка электромагнитной системы, сборка вакуумной камеры высотой 3,5 м и обеспечение её герметичности, наконец, установка индуктора — позади. Чуть позже мы полностью закроем камеру для вакуумной откачки. К концу текущего года мы подключим установку ко всем внешним коммуникациям. В следующем году планируется осуществить физический пуск установки", — сообщил Пётр Хвостенко.
Токамак Т-15МД является прототипом будущей большой установки – гибридного реактора, на котором можно будет решить проблему замыкания топливного цикла в атомной энергетике. По словам учёного, токамаки как источники термоядерных нейтронов позволят эффективно возобновлять топливо для атомных тепловых станций.
"Гибридный реактор будет генерировать термоядерные нейтроны, которые облучают топливо, окружающее плазму. В качестве топлива будет использован торий-232, которым богата земная кора. После его облучения нейтронами мы получим уран-233, который и станет топливом для атомных станций", — пояснил Пётр Хвостенко.
Среди фундаментальных задач, которые можно решить с помощью токамака как мегаустановки, — изучение физики плазмы — самого сложного и непонятного состояния вещества. В новейшей Курчатовской установке Т-15МД плазма будет нагреваться до 30-50 млн °C.
Учёные рассчитывают, что получить новые прорывные результаты им помогут уникальные характеристики токамака: достаточно низкое аспектное соотношение, то есть отношение величины большого радиуса плазменного шнура к малому радиусу. Такое свойство позволит исследователям получить высокое давление плазмы. По словам Петра Хвостенко, низким аспектным отношением и одновременно магнитным полем в 2 Тл не обладает на данный момент ни один другой токамак в мире.
http://www.atomic-energy.ru/news/2019/06/10/95337.
ИМХО. Не меньше помпы и энтузиазма было и при сборке Т-15, на месте которого возводится новый Т-15МД (см. архивное фото на https://habr.com/ru/post/412353/). К сожалению, вскоре после запуска Т-15 в его новейшей по тем временам сверхпроводящей магнитной системе возникли неполадки и Т-15 почил в бозе так толком и не начав своей работы: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2-15_%28%D1%80%D0%B5%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%BE%D1%80%29, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=15.msg2532#msg2532. Унаследует ли новый токамак судьбу своего предшественника - трудно сказать, но, как говорят технари, ЧТО не заработало изначально, ТО не заработает никогда! Впрочем, задача Т-15МД куда более скромная, чем у Т-15: не достижение управляемого термоядерного синтеза, а всего лишь генерирование термоядерных нейтронов с последующим облучением ими тория. Но как без термоядерной реакции собираются получить термоядерные нейтроны - остаётся загадкой. Минимальный температурный порог, при котором проистекают пресловутые термоядерные реакции, составляет 100 млн градусов, а в новейшем токамаке температуру плазмы выше 50 млн градусов поднимать не собираются?!
. Всё встаёт на свои места, если предположить, что высокоэнергетические нейтроны в токамаках имеют не термоядерную природу, а иную, например, возникают в результате распада дейтерия: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=684.msg2311#msg2311, http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768.
Таким образом, Т-15МД будет не термоядерным реактором, предназначенным для осуществления термоядерного синтеза, а всего лишь источником высокоэнергетических нейтронов, называемых почему-то термоядерными, хотя и неимеющих отношение к термоядерному синтезу в классическом его понимании. Ну да бог с ней, с терминологией! Главное, термоядерщики перестанут пудрить мозги своим "термоядерным синтезом", а займутся гибридным реактором и поиском его места среди уже действующих реакторов на быстрых нейтронах: http://www.termoyadu.net/index.php?topic=6.msg2768#msg2768.
