Tokamak T-15MD. Cơ hội mới cho khoa học Nga và thế giới
Viện Kurchatov đã tiến hành phóng vật lý lò phản ứng nhiệt hạch lai T-15MD được hiện đại hóa sâu sắc. Cơ sở thử nghiệm này nhằm mục đích tiến hành nghiên cứu và thử nghiệm các công nghệ hứa hẹn, sau đó có thể sử dụng trong các dự án trong nước và quốc tế.
Lễ
Lễ ra mắt tổ hợp lớn T-15MD được chế tạo tại Trung tâm Nghiên cứu Viện Kurchatov đã diễn ra vào ngày 18/XNUMX. Do tầm quan trọng cao của dự án này, lễ ra mắt được thực hiện như một phần của buổi lễ long trọng với sự tham dự của Thủ tướng Mikhail Mishustin, Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Khoa học Valery Falkov và các quan chức khác. Khách được giao nhiệm vụ nhấn nút khởi động tượng trưng.
Theo Thủ tướng, lò phản ứng T-15MD là minh chứng cho trình độ công nghệ cao của nước ta. Sự ra mắt của nó là một sự kiện lớn không chỉ đối với Nga mà còn đối với cả thế giới. M. Mishustin cũng lưu ý rằng việc tạo ra một nguồn năng lượng mới mạnh mẽ và đáng tin cậy sẽ góp phần vào sự phát triển hơn nữa của nhiều ngành công nghiệp.
Chủ tịch Viện Kurchatov Mikhail Kovalchuk cho rằng khoa học Nga có khả năng tiếp tục nghiên cứu năng lượng nhiệt hạch. Điều này đòi hỏi phải hiện đại hóa cơ sở nghiên cứu và sản xuất. Trước đây, nước ta có thể thực hiện các dự án tương tự mà không cần sự hỗ trợ của nước ngoài, tự sản xuất tất cả các sản phẩm và linh kiện cần thiết.
Sự ra mắt của T-15MD được ban quản lý dự án nhiệt hạch quốc tế ITER quan sát qua liên kết video. Tổng Giám đốc Bernard Bigot cảm ơn chính phủ Nga vì sự hỗ trợ to lớn của bộ phận ITER của chúng tôi. Ngược lại, ngành công nghiệp Nga nhận được sự đánh giá cao về chất lượng cao của công nghệ được đưa vào dự án tổng thể.
Sau hiện đại hóa sâu sắc
Việc lắp đặt hình xuyến T-15 để giam giữ plasma từ tính được xây dựng tại Viện Kurchatov vào cuối những năm 10. Trong quá trình sản xuất, các thiết kế hiện có của lò phản ứng T-1988M đã được sử dụng. Từ năm 15, nhiều thí nghiệm giam giữ huyết tương khác nhau đã được thực hiện tại cơ sở T-XNUMX mới. Vào thời điểm đó, cơ sở của Liên Xô là một trong những cơ sở lớn nhất và mạnh nhất trên thế giới.
Bất chấp mọi khó khăn của thời kỳ đó, nghiên cứu thường xuyên vẫn được thực hiện cho đến giữa những năm 1996. Năm 98-15 Tổ hợp lớn T-XNUMX đã trải qua quá trình hiện đại hóa lần đầu tiên. Thiết kế lò phản ứng đã được hoàn thiện và chương trình nghiên cứu trong tương lai đã được điều chỉnh. Bây giờ việc lắp đặt đã được lên kế hoạch sử dụng để thử nghiệm các giải pháp và ý tưởng được đề xuất thực hiện trong dự án ITER quốc tế.
Năm 2012, lò phản ứng T-15 tạm thời ngừng hoạt động do có kế hoạch hiện đại hóa sâu. Là một phần của dự án này, tokamak sẽ nhận được một hệ thống điện từ mới, buồng chân không mới, v.v. Nhu cầu năng lượng ngày càng tăng phải được đáp ứng bằng hệ thống cung cấp điện mới. Về bản chất, vấn đề là tái cơ cấu triệt để hệ thống lắp đặt hiện có bằng việc thay thế tất cả các hệ thống quan trọng.
Việc hiện đại hóa chính của lò phản ứng theo dự án T-15MD đã được hoàn thành vào năm ngoái, sau đó công việc vận hành bắt đầu. Hôm nọ, quá trình cập nhật đã hoàn tất thành công - và quá trình khởi chạy vật lý đã diễn ra. Đồng thời, quá trình phát triển cơ sở khoa học kỹ thuật không dừng lại. Vào tháng 2021, người ta biết rằng vào năm 24-XNUMX. Tokamak hiện tại sẽ được bổ sung các hệ thống mới cho nhiều mục đích khác nhau.
Những sự kiện này sẽ cho phép chúng tôi định hình diện mạo cuối cùng của tổ hợp lớn T-15MD và có được tất cả các khả năng cần thiết. Việc vận hành đầy đủ, cho phép thực hiện tất cả các thử nghiệm cần thiết, sẽ diễn ra vào năm 2024.
Nguyên tắc mới
Trong quá trình hiện đại hóa, lò phản ứng T-15MD đã nhận được một số hệ thống mới, nhưng kiến trúc tổng thể và nguyên lý vận hành của nó không có những thay đổi cơ bản. Như trước đây, tokamak phải tạo và duy trì dây tóc plasma bằng từ trường. Lò phản ứng tạo thành một dây có tỷ lệ khung hình là 2,2 và dòng plasma 2 MA trong từ trường 2 T. Thời gian hoạt động liên tục lên tới 30 giây.
Hiện đại hóa 2021-24 sẽ diễn ra theo hai giai đoạn. Là một phần của dự án đầu tiên, ba vòi phun nguyên tử nhanh có tổng công suất 15 MW và năm con quay hồi chuyển có công suất 6 MW sẽ được lắp đặt trên T-5MD. Sau đó, họ sẽ giới thiệu một hệ thống sưởi ấm lai thấp hơn và bảo trì dòng plasma, cũng như hệ thống sưởi ion-cyclotron có công suất lần lượt là 4 và 6 MW.
Kết quả của việc hiện đại hóa, lò phản ứng trở thành lò phản ứng lai. Trong các ngăn đặc biệt trong cái gọi là. Tấm chăn được đề xuất để chứa nhiên liệu hạt nhân - thorium-232 được sử dụng như vậy. Khi lò phản ứng hoạt động, nhiên liệu phải chặn dòng neutron năng lượng cao phát ra từ dây. Trong trường hợp này, thorium-232 chuyển hóa thành uranium-233.
Đồng vị thu được có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Ở vai trò này, nó không thua kém uranium-235 truyền thống nhưng có ưu điểm là có thời gian bán hủy chất thải ngắn hơn. Những lợi thế khác xuất phát từ thực tế là thorium có nhiều trong vỏ trái đất và rẻ hơn đáng kể so với uranium.
Về lý thuyết, tokamak lai cũng có thể được sử dụng để biến đổi chất thải cấp độ cao. Uranium-238 hoặc các thành phần khác của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng có thể được chuyển đổi thành các đồng vị khác, bao gồm cả. để sản xuất các tổ hợp nhiên liệu mới. Một lựa chọn khác để sử dụng hệ thống lắp đặt kết hợp là xây dựng một nhà máy điện. Trong trường hợp này, chất làm mát phải lưu thông trong chăn để đảm bảo truyền năng lượng đến máy phát điện.
Do đó, thiết kế lò phản ứng lai được phát triển và triển khai cho phép chúng tôi giải quyết một số vấn đề cùng một lúc. Nó có thể được sử dụng để tạo ra điện cũng như giải phóng nhiên liệu hạt nhân hoặc xử lý chất thải. Các nhà khoa học sẽ phải xác nhận thực tế hoạt động như vậy của lò phản ứng, cũng như xác định hiệu suất thực sự của nó, bao gồm cả. thuộc kinh tế.
Mục tiêu và triển vọng
Các giải pháp thiết kế cơ bản của tokamak và nguyên lý hoạt động của nó đã được nghiên cứu và thử nghiệm kỹ lưỡng. Điều này giúp có thể thiết kế các lò phản ứng mới, hiệu quả hơn, cũng như tiến hành các thí nghiệm nhằm đạt được kết quả thực tế về kỹ thuật, năng lượng và kinh tế. Chính xác những vấn đề này có thể được giải quyết với sự trợ giúp của tổ hợp siêu lớn T-15MD hybrid hiện đại hóa.
Việc khởi động vật lý lò phản ứng mới đã diễn ra, nhưng hoạt động toàn diện của nó sẽ chỉ có thể thực hiện được vào năm 2024, khi quá trình sản xuất và lắp đặt hệ thống mới hoàn tất. Điều này có nghĩa là vào giữa thập kỷ này, các thí nghiệm sẽ diễn ra để cung cấp thông tin cần thiết. Nó sẽ cho phép chúng tôi xác định những cách có lợi nhất để phát triển toàn bộ lĩnh vực này, không chỉ trong khuôn khổ khoa học Nga mà còn trong chương trình ITER quốc tế.
Do đó, các nhà khoa học của chúng tôi nhận được thiết bị khoa học hiện đại nhất và cùng với đó là cơ hội tiếp tục các thí nghiệm táo bạo hướng tới tương lai. Rất có thể lần này nghiên cứu mới sẽ được hoàn thành với kết quả mong muốn, nhờ đó nhân loại sẽ nhận được một nguồn năng lượng mới về cơ bản và Nga sẽ một lần nữa thể hiện tiềm năng cao nhất về khoa học của mình.
tin tức