В Курчатовском институте состоялся успешный физический пуск токамака Т-15МД, который стал первой за 20 лет новой термоядерной установкой в России. Ожидается, что на нем будут проводиться как эксперименты в рамках проекта термоядерного реактора ITER, так и эксперименты в рамках разработки гибридного реактора, сообщает ТАСС.
Основной целью исследований в области управляемого термоядерного синтеза во всем мире является создание промышленного реактора, который будет способен генерировать электроэнергию, используя реакции слияния ядер изотопов водорода, в частности дейтерия и трития. Предполагается, что высокоэнергетичные нейтроны, которые рождаются в ходе реакций, будут попадать в бланкет реактора, где отдадут свою энергию теплоносителю или поучаствуют в наработке трития из лития. Однако если в бланкет загрузить различные виды ядерного топлива, например уран-238, торий-232 или минорные актиниды из отработанного топлива, то получится гибридный реактор, который будет способен нарабатывать ядерное топливо или заниматься трансмутацией долгоживущих высокоактивных отходов. Подобные установки привлекательны для ученых, так как требования к ним ниже, чем к термоядерным реакторам.
Т-15МД представляет собой экспериментальный гибридный термоядерный реактор-токамак, который создавался в Курчатовском институте на базе сверхпроводящего токамака Т-15. Ожидается, что в ходе его работы будут проводиться как эксперименты в рамках проекта международного экспериментального термоядерного реактора ITER, так и эксперименты, в которых токамак будет выступать как прототип термоядерного источника нейтронов.
Электромагнитная система и вакуумная камера токамака Т-15МД. Отмечены различные типы управляющих катушек магнитного поля.
Источник изображения: P. P. Khvostenko et al. / Fusion Engineering and Design, 2015
Т-15МД не является сверхпроводящим — его магнитная система сделана из серебросодержащего медного проводника с водяным охлаждением. Сам токамак близок к сферомаку (его аспектное отношение равно 2,2), будет работать в импульсном режиме и способен удерживать в течение десяти секунд плазму с максимальным током в два мегаампера. Тороидальное магнитное поле на оси плазменного шнура составит два Тесла. За дополнительный нагрев плазмы будут отвечать инжекторы быстрых атомов, гиротроны, системы нижнегибридного и ионно-циклотронного нагрева, общей мощностью около 20 мегаватт. Вакуумная камера установки сделана из нержавеющей стали, в качестве материала облицовки внутренних стенок и дивертора выбран графит.
18 мая 2021 года в Курчатовском институте успешно прошла церемония физического пуска термоядерной установки Т-15МД, на которой присутствовал премьер-министр Михаил Мишустин. По словам научного руководителя Комплекса термоядерной энергетики и плазменных технологий Петра Хвостенко физический пуск подразумевает собой демонстрацию работоспособности всех технологических систем токамака с получением низкотемпературной плазмы, а дальнейшая работа на установке будет связана с постепенным увеличением тока разряда, и, как следствие, температуры плазмы. Работа с высокотемпературной плазмой начнется до конца этого года.
В беседе с N + 1 научный руководитель АО «НИИЭФА», которое участвовало в создании установки, Олег Филатов отметил, что от старой установки Т-15 осталась лишь инфраструктура, которая модернизируется, а все основные элементы Т-15МД сделаны заново. Сама установка играет одну из главных ролей в национальной термоядерной программе, а результаты, полученные на ней, будут использоваться при разработке будущего сверхпроводящего Токамака с Реакторными Технологиями (TRT), который должен стать полномасштабным прототипом термоядерного реактора и источника нейтронов для гибридного реактора.
Попытки «приручить» термоядерные реакции ведутся как на международном уровне, так и на частном. Подробнее об успехах частных компаний можно узнать из нашего блога и материала.
Александр Войтюк
