توكاماك T-15MD. فرص جديدة للعلوم الروسية والعالمية
أكمل معهد كورتشاتوف الإطلاق الفعلي لمفاعل نووي حراري هجين T-15MD تم تحديثه بعمق. الغرض من المرفق التجريبي هو البحث وتطوير التقنيات الواعدة ، والتي يمكن استخدامها بعد ذلك في المشاريع المحلية والدولية.
احتفال
تم إطلاق التركيب الضخم T-15MD ، الذي تم بناؤه في المركز القومي للبحوث "معهد كورتشاتوف" ، في 18 مايو. نظرًا للأهمية الكبيرة لهذا المشروع ، تم إطلاقه كجزء من حفل رسمي بمشاركة رئيس الوزراء ميخائيل ميشوستين ، ووزير التعليم والعلوم فاليري فالكوف ومسؤولين آخرين. تم تكليف الضيوف بالضغط على زر البداية الرمزي.
وفقًا لرئيس الوزراء ، فإن مفاعل T-15MD هو دليل على المستوى التكنولوجي العالي لبلدنا. كان إطلاقه حدثًا كبيرًا ليس فقط بالنسبة لروسيا ، ولكن للعالم بأسره. Mishustin أشار أيضا إلى أن إنشاء مصدر جديد موثوق وقوي للطاقة سوف يسهم في زيادة تطوير العديد من الصناعات.
قال ميخائيل كوفالتشوك ، رئيس معهد كورتشاتوف ، إن العلوم الروسية قادرة على مواصلة البحث في الطاقة النووية الحرارية. لهذا ، من الضروري تحديث القاعدة العلمية والإنتاجية. في الماضي ، كانت بلادنا قادرة على تنفيذ مثل هذه المشاريع دون مساعدة أجنبية ، حيث أنتجت بشكل مستقل جميع المنتجات والمكونات اللازمة.
تمت مراقبة إطلاق T-15MD عبر رابط الفيديو من قبل قيادة المشروع النووي الحراري الدولي ITER. شكر الرئيس التنفيذي برنارد بيجوت الحكومة الروسية للمساعدة الكبيرة التي قدمها قسم ITER لدينا. تلقت الصناعة الروسية بدورها الامتنان للجودة العالية للتقنيات التي تم إدخالها في المشروع ككل.
بعد التحديث العميق
تم بناء مرفق T-15 الحلقي للحصر المغناطيسي للبلازما في معهد كورتشاتوف في أواخر الثمانينيات. في تصنيعها ، تم استخدام التصميمات الحالية لمفاعل T-10M. منذ عام 1988 ، تم إجراء تجارب مختلفة لحبس البلازما في منشأة T-15 الجديدة. في ذلك الوقت ، كان التثبيت السوفيتي واحدًا من أكبر وأقوى التثبيت في العالم.
وعلى الرغم من كل الصعوبات التي واجهتها تلك الفترة ، فقد تم إجراء بحث منتظم حتى منتصف التسعينيات. في 1996-98 اجتاز التثبيت الضخم T-15 التحديث الأول. تم الانتهاء من تصميم المفاعل ، كما تم تعديل برنامج البحث المستقبلي. الآن تم التخطيط لاستخدام التثبيت لتطوير الحلول والأفكار المقترحة للتنفيذ في مشروع ITER الدولي.
في عام 2012 ، تم إيقاف تشغيل مفاعل T-15 مؤقتًا بسبب خطط لتحديث عميق. كجزء من هذا المشروع ، كان من المقرر أن يتلقى التوكاماك نظامًا كهرومغناطيسيًا جديدًا ، وغرفة تفريغ جديدة ، وما إلى ذلك. كان من المقرر توفير احتياجات الطاقة المتزايدة من خلال نظام جديد لتزويد الطاقة. في الواقع ، كان الأمر يتعلق بإعادة هيكلة جذرية للمنشأة الحالية مع استبدال جميع الأنظمة الرئيسية.
تم الانتهاء من التحديث الرئيسي للمفاعل في إطار مشروع T-15MD العام الماضي ، وبعد ذلك بدأ العمل في التكليف. في الآونة الأخيرة ، اكتملت عملية التحديث بنجاح - وتم الإطلاق الفعلي. وفي نفس الوقت لا تتوقف عملية تطوير القاعدة العلمية والتقنية. في أبريل ، أصبح معروفًا أنه في 2021-24. سيتم استكمال التوكاماك الحالي بأنظمة جديدة لأغراض مختلفة.
ستساعد هذه الأنشطة في تشكيل المظهر النهائي للتركيب الضخم T-15MD والحصول على جميع القدرات اللازمة. سيجري التشغيل الكامل ، الذي يسمح بإجراء جميع التجارب اللازمة ، في عام 2024.
مبادئ توجيهية جديدة
أثناء التحديث ، تلقى مفاعل T-15MD عددًا من الأنظمة الجديدة ، ولكن لم تخضع بنيته العامة ومبادئ التشغيل لتغييرات أساسية. كما كان من قبل ، يجب على التوكاماك إنشاء عمود بلازما والحفاظ عليه بمساعدة مجال مغناطيسي. يشكل المفاعل فتيلًا بنسبة عرض إلى ارتفاع 2,2 وتيار بلازما يبلغ 2 مللي أمبير في مجال مغناطيسي قدره 2 T. ومدة التشغيل المستمر تصل إلى 30 ثانية.
التحديث 2021-24 سيتم على مرحلتين. كجزء من الأول ، سيتم تركيب ثلاث حاقنات ذرية سريعة بطاقة إجمالية تبلغ 15 ميجاوات وخمسة جيروترونات 6 ميجاوات على T-5MD. بعد ذلك ، سيتم إدخال نظام تسخين هجين منخفض والحفاظ على تيار البلازما ، بالإضافة إلى نظام تسخين أيون سيكلوترون بسعة 4 و 6 ميجاوات على التوالي.
نتيجة التحديث ، أصبح المفاعل هجينًا. في مقصورات خاصة في ما يسمى ب. يُقترح بطانية لوضع الوقود النووي - يستخدم الثوريوم 232 كما هو. أثناء تشغيل المفاعل ، يجب أن يؤخر الوقود تدفق النيوترونات عالية الطاقة المنبعثة من الحبل. في هذه الحالة ، يتحول الثوريوم -232 إلى يورانيوم -233.
يمكن استخدام النظير الناتج كوقود لمحطات الطاقة النووية. في هذا الدور ، فهو ليس أدنى من اليورانيوم 235 التقليدي ، ولكنه يقارن بشكل إيجابي بعمر نصف قصير للنفايات. ترتبط المزايا الإضافية بحقيقة أن الثوريوم أكثر شيوعًا في القشرة الأرضية وأرخص بكثير من اليورانيوم.
من الناحية النظرية ، يمكن أيضًا استخدام التوكاماك الهجين لتحويل النفايات عالية المستوى. يمكن تحويل اليورانيوم 238 أو المكونات الأخرى للوقود النووي المستهلك إلى نظائر أخرى ، بما في ذلك. لإنتاج مجموعات وقود جديدة. خيار آخر لاستخدام التركيب الهجين هو بناء محطة توليد الكهرباء. في هذه الحالة ، يجب أن يدور المبرد في البطانية ، مما يضمن نقل الطاقة إلى المولد.
وبالتالي ، فإن تصميم وتنفيذ مفاعل هجين يجعل من الممكن حل العديد من المشكلات في وقت واحد. يمكن استخدامه لتوليد الكهرباء ، وكذلك لإنتاج الوقود النووي أو معالجة النفايات. سيتعين على العلماء تأكيد حقيقة تشغيل المفاعل ، وكذلك تحديد أدائه الحقيقي ، بما في ذلك. اقتصادي.
الأهداف ووجهات النظر
تمت دراسة حلول التصميم الرئيسية لـ tokamak ومبادئ تشغيلها بشكل جيد. وهذا يجعل من الممكن تصميم مفاعلات جديدة أكثر كفاءة ، فضلاً عن إجراء تجارب تهدف إلى الحصول على نتائج تقنية وطاقة واقتصادية حقيقية. هذه هي المهام التي يمكن حلها بمساعدة التثبيت الضخم الهجين T-15MD الحديث.
تم البدء الفعلي للمفاعل الجديد ، لكن تشغيله الكامل والواسع النطاق لن يصبح ممكنًا إلا في عام 2024 ، عند اكتمال تصنيع وتركيب أنظمة جديدة. هذا يعني أنه في منتصف العقد ستكون هناك تجارب ستوفر المعلومات اللازمة. سيجعل من الممكن تحديد أكثر الطرق ربحية لتطوير المنطقة بأكملها ، ليس فقط في إطار العلوم الروسية ، ولكن أيضًا في برنامج ITER الدولي.
وهكذا يحصل علماؤنا على أحدث الأجهزة العلمية ، ومعها الفرصة لمواصلة التجارب الجريئة مع التركيز على المستقبل. من المحتمل تمامًا أن يتم الانتهاء هذه المرة من البحث الجديد بالنتائج المرجوة ، وبفضل ذلك ستتلقى البشرية مصدرًا جديدًا للطاقة بشكل أساسي ، وستظهر روسيا مرة أخرى أعلى إمكانات علمها.
معلومات