Kurchatov-instituttet udførte den fysiske lancering af en dybt moderniseret hybrid termonuklear reaktor T-15MD. Det eksperimentelle setup er beregnet til forskning og udvikling af lovende teknologier, som derefter kan bruges i indenlandske og internationale projekter.
Højtidelig ceremoni
Lanceringen af mega-enheden T-15MD, bygget på NRC "Kurchatov Institute", fandt sted den 18. maj. I betragtning af dette projekts store betydning blev lanceringen gennemført som en del af en højtidelig ceremoni med deltagelse af premierminister Mikhail Mishustin, undervisnings- og videnskabsminister Valery Falkov og andre embedsmænd. Gæsterne blev betroet at trykke på den symbolske startknap.
Ifølge premierministeren er T-15MD-reaktoren et bevis på det høje teknologiske niveau i vores land. Lanceringen var en kæmpe begivenhed, ikke kun for Rusland, men for hele verden. M. Mishustin bemærkede også, at oprettelsen af en ny pålidelig og kraftfuld energikilde vil bidrage til den videre udvikling af mange industrier.
Præsident for Kurchatov -instituttet Mikhail Kovalchuk sagde, at russisk videnskab er i stand til yderligere at undersøge termonuklear energi. Dette kræver modernisering af forsknings- og produktionsgrundlaget. Tidligere var vores land i stand til at gennemføre sådanne projekter uden udenlandsk bistand, uafhængigt af at producere alle de nødvendige produkter og komponenter.
Ledelsen for det internationale termonukleære projekt ITER så lanceringen af T-15MD via videolink. CEO Bernard Bigot takkede den russiske regering for den store hjælp fra vores ITER -enhed. Den russiske industri modtog til gengæld taknemmelighed for den høje kvalitet af teknologier, der blev implementeret i det fælles projekt.
Efter en dyb modernisering
T-15 toroidal plasmamagnetisk indespærringsfacilitet blev bygget på Kurchatov-instituttet i slutningen af 1980'erne. Ved fremstillingen blev de eksisterende designs af T-10M-reaktoren brugt. Siden 1988 er der blevet udført forskellige plasmaindeslutningsforsøg på det nye T-15-anlæg. På det tidspunkt var den sovjetiske installation en af de største og mest magtfulde i verden.
På trods af alle vanskelighederne i denne periode blev der udført regelmæssig forskning indtil midten af halvfemserne. I 1996-98. mega-enheden T-15 har gennemgået den første modernisering. Reaktorens design blev færdiggjort, og programmet for fremtidig forskning blev også justeret. Nu var installationen planlagt til at blive brugt til at teste løsninger og ideer foreslået til implementering i det internationale projekt ITER.
I 2012 blev T-15-reaktoren midlertidigt nedlagt i forbindelse med planer om en dyb modernisering. Som en del af dette projekt skulle tokamak modtage et nyt elektromagnetisk system, et nyt vakuumkammer osv. De øgede energibehov skulle opfyldes af et nyt strømforsyningssystem. Faktisk handlede det om en radikal omstrukturering af den eksisterende installation med udskiftning af alle nøglesystemer.
Hovedmoderniseringen af reaktoren under T-15MD-projektet blev afsluttet sidste år, hvorefter idriftsættelsesarbejdet begyndte. For nylig blev opdateringsprocessen gennemført med succes - og en fysisk lancering fandt sted. På samme tid stopper udviklingsprocessen for det videnskabelige og tekniske grundlag ikke. I april blev det kendt, at i 2021-24. den eksisterende tokamak vil blive suppleret med nye systemer til forskellige formål.
Disse foranstaltninger vil hjælpe med at forme det endelige udseende af T-15MD mega-installationen og få alle de nødvendige muligheder. Fuld idriftsættelse, der tillader alle de nødvendige forsøg, vil finde sted i 2024.
Nye principper
I løbet af moderniseringen modtog T-15MD-reaktoren en række nye systemer, men dens generelle arkitektur og driftsprincipper undergik ikke grundlæggende ændringer. Som før skal tokamak skabe og vedligeholde et plasmafilament ved hjælp af et magnetfelt. Reaktoren danner en glødetråd med et aspektforhold på 2, 2 og en plasmastrøm på 2 MA i et magnetfelt på 2 T. Kontinuerlig driftstid - op til 30 sek.
Modernisering 2021-24 vil foregå i to faser. Som en del af den første installeres tre hurtige atominjektorer med en samlet effekt på 6 MW og fem 5 MW gyrotroner på T-15MD. Derefter introduceres et system med lavere hybridopvarmning og vedligeholdelse af plasmastrømmen samt et ion-cyclotronvarmesystem med en kapacitet på henholdsvis 4 og 6 MW.
Som et resultat af moderniseringen blev reaktoren hybrid. I særlige rum i den såkaldte. tæppet foreslås at placere atombrændstof - thorium -232 bruges som det. Under reaktorens drift skal brændstoffet forsinke den højenergiske neutronstrøm, der kommer fra ledningen. I dette tilfælde omdannes thorium-232 til uran-233.
Den resulterende isotop kan bruges som brændstof til atomkraftværker. I denne rolle er det ikke ringere end traditionelt uran-235, men det kan sammenlignes positivt med en kortere halveringstid for affald. Yderligere fordele er forbundet med, at thorium er mere rigeligt i jordskorpen og er betydeligt billigere end uran.
I teorien kan en hybrid tokamak også bruges til at transmutere affald på højt niveau. Uran-238 eller andre komponenter i brugt atombrændstof kan omdannes til andre isotoper, inkl. til fremstilling af nye brændstofaggregater. En anden anvendelse til et hybridanlæg er at bygge et kraftværk. I dette tilfælde skal et kølemiddel cirkulere i tæppet, hvilket sikrer overførsel af energi til generatoren.
Således tillader det udviklede og implementerede udseende af hybridreaktoren at løse flere problemer på én gang. Det kan bruges til elproduktion såvel som til frigivelse af atombrændstof eller affaldsbehandling. Forskere er nødt til at bekræfte virkeligheden af en sådan drift af reaktoren samt bestemme dens reelle ydeevne, inkl. økonomisk.
Mål og perspektiver
Tokamaks hoveddesignløsninger og principperne for dets drift er velstuderede og udarbejdede. Dette gør det muligt at designe nye, mere effektive reaktorer samt udføre eksperimenter med henblik på at opnå reelle tekniske, energimæssige og økonomiske resultater. Det er de opgaver, der kan løses ved hjælp af den moderniserede hybrid mega-installation T-15MD.
Den fysiske opstart af den nye reaktor har fundet sted, men dens fuldgyldige og fuldskala drift vil først blive mulig i 2024, når fremstilling og installation af nye systemer er afsluttet. Det betyder, at der i midten af årtiet vil være eksperimenter, der giver de nødvendige oplysninger. Det vil gøre det muligt at bestemme de mest rentable måder at udvikle hele retningen på, og ikke kun inden for rammerne af russisk videnskab, men også i det internationale ITER -program.
Således modtager vores forskere det mest moderne videnskabelige udstyr og dermed muligheden for at fortsætte dristige eksperimenter med blik for fremtiden. Det er ganske muligt, at denne gang vil ny forskning ende med de ønskede resultater, takket være at menneskeheden vil modtage en grundlæggende ny energikilde, og Rusland igen vil vise det største potentiale i sin videnskab.
