Пессимистичные прогнозы не оправдались...
JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию
Jun. 3rd, 2018 at 5:13 PM
Крупнейший в мире токамак JET после 18 месяцев подготовки и ремонта восстанавливает работу с целью начать в следующем году запуски с дейтерий-тритиевой плазмой, т.е. реальные термоядерные запуски. Подобные эксперименты не проводились на токамаках с середины 90х годов и пришло время накопившиеся новые идеи проверить экспериментально.
Именно здесь, на JET в 1997 году был поставлен рекорд мощности термоядерной реакции для магнитных ловушек - 16 мегаватт в течении примерно 100 миллисекунд. Длительность тогда, впрочем, ограничивалась длительностью работы системы инжекции нейтралов, отвечающей за внешний нагрев плазмы. Сегодня эти ограничения гораздо мягче, поэтому есть планы продержать 16-мегаваттное горение в течении ~5 секунд. Опять же, дольше нельзя, т.к. есть определенный лимит на общее облучение конструкции вакуумной камеры термоядерными нейтронами.
Важным изменением по сравнению с 1997 стал перевод реактора на полностью металлическую облицовку - исчезли углепластиковые и графитовые элементы. Последние в свое время помогли снизить загрязнение плазмы материалами с высокими атомными номерами и пройти так называемый “радиационный барьер” на пути к термоядерным температурам. Однако, со временем стало понятно, что металлическая стенка с точки зрения эксплуатации все же лучше - меньше пыли, меньше “застревающего” в конструкции трития.
Кроме взаимодействия трития с перспективной (запланированной и на ИТЭР) полнометаллической стенкой, будут также проверены решения по подавлению ELM-неустойчивостей с помощью специальных пушек, стреляющих замороженными дробинками из DT-смеси, ну и множество идей токамачников по поведению плазмы.
В ходе “экспериментальной DT кампании №2 - DTE-2” также, впервые в истории, планируются плазменные эксперименты на чистом тритии. Поскольку отношение масса/заряд у трития в полтора раза больше, чем у дейтерия, на множестве явлений, чувствительных к этому отношению, можно будет сравнить моделирование и эксперимент.
По планам ближайшие несколько месяцев произойдет пуско-наладка машины, а затем примерно 5-месячная калибровочная серия физических экспериментов на дейтерии. После примерно 1-месячной проверки атомным надзором Великобритании готовности всех систем к работе с тритием начнется 3-х месячная физическая TT программа. Далее последуют дополнительные тренировки по безопасности, еще одна приемка, и наконец - сама четырехмесячная DTE-2.
Долгий и сложный заход в эту программу экспериментов связан как с неприятностью самого трития, так и с наведенной радиоактивностью в результате термоядерной реакции.
Тритий - легколетучий, как любой водород, пожароопасный и крайне радиоактивный газ. Для работы с ним приходится все оборудование устанавливать в герметичные перчаточные ящики, трубопроводы окружать герметичными вторыми оболочками, здание оборудовать системой понижения давления (чтобы снизить вероятность утечки наружу) и уменьшения содержания кислорода (для предотвращения пожаров, которые будут ночным кошмаром в случае трития). Всего на площадке может находится не больше 20 грамм трития, хранимого в виде гидрида(трейтида?) урана, и выдаваемого в систему нагревов. Но сожжено во всех экспериментах будет всего порядка 1 миллиграмма. Такая большая разница между “складом” и потребностями объясняется тем, что при проходе через плазму сгорает очень небольшая доля трития, а остальное, к сожалению загрязняется дейтерием и протием, после чего смесь надо отправлять на разделение изотопов - а этой системы на площадке JET нет.
Второй важнейшей инженерной задачей здесь (и в будущем - на ИТЭР) станет работа с активированной конструкцией. В конце DTE-2 радиационный фон в центре вакуумной камеры достигнет 80 мЗв/ч (8 рентген в час), поэтому для работы внутри будет применяться телеуправляемая робототехника. В ходе подготовки на ней уже тренировались в замене плиток, установке новых, установке различных датчиков и т.п.
На мой взгляд, подобный программы с одной стороны важны для подготовки запуска полноценной дейтерий-тритиевой кампании на ИТЭР, а с другой стороны подчеркивают невероятные сложности по работе с DT-реакцией. В условиях, когда термоядерная энергетика не является “спасительной соломинкой” для цивилизации, сложно ожидать ставки на DT-реакторы.
https://tnenergy.livejournal.com/133491.html.
ИМХО. "Сложно ожидать" - означает совсем не ожидать. В своих комментариях к статье уважаемый tnenergy (он же эксперт-термоядерщик Валентин Гибалов) более откровенен: "Поскольку у обозримого термоядерного реактора с DT-реакцией никаких преимуществ перед ядерными реакторами не просматривается (в плане баланса минусов и плюсов, отдельные преимущества, конечно есть), а достижение анейтронных DHe3 и pB11 физики гарантировать не берутся - то и интереса особого к термоядерной энергетике нет. Так, задел на черный денек, если вдруг альтернативные источники энергии окажутся хуже по каким-то причинам (например, отношение к эмиссии СО2 к середине века может ужесточится неимоверно, включая военное принуждение).
Есть несколько коллективов, которые работают на анейтронными термоядерными реакторами (например калифорнийская TAE), и вот у них сразу видны преимущества термоядерной энергии - тот самый безграничный источник чистой энергии. Не понятно, правда, насколько дешевый, но вполне может быть что дешевый.": https://tnenergy.livejournal.com/133491.html?thread=10705011#t10705011.
P.S. ИТЭР-Центр запустил пультовую удалённого участия в экспериментах на главных токамаках мира.
Например, в настоящий момент подключена прямая линия связи с Объединённым европейским токамаком (JET – Joint European Torus) в Калэме, Великобритания: http://www.atomic-energy.ru/news/2018/06/14/86642.
