لمفاعل النووي الحراري التجريبي تواصل روسيا، مع تقدم مشروع المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER)، تصنيع وتوريد المكونات الأساسية للمفاعل. تلعب شركات روساتوم دورًا رئيسيًا في التصميم والإنتاج. تبذل روسيا، بالإضافة إلى المشاركة في مشروع ITER، الكثير من الجهد في تطوير برنامجها النووي الحراري الوطني.
الشحنات إلى المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي مستمرة
ستشحن روسيا، بحلول نهاية الربع الثاني من العام 2022، وشيعة حقل بولويدي PF1 إلى فرنسا، حيث يتم إنشاء المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي. سيتم وضعها خارج نظام المغناطيس الحلقي للمفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي وتولد حقلًا مغناطيسيًا بولويديا لإنتاج البلازما والتحكم في موضعها وشكلها والحفاظ على التيار الكهربائي فيها. ستكون هناك ست وشائع حقل بولويدي. سيتم توفير إحداها من قبل الصين؛ تم صنع أربع أخرى في الموقع – إنها كبيرة جدًا – يبلغ قطر الوشيعة المنتجة في روسيا 9 أمتار وتزن 200 طنا.
يتكون كل من الكابلات الحلزونية الستة عشر من موصلات فائقة من النيوبيوم – تيتانيوم (NbTi) المصنعة في مرافق الإنتاج التابعة لقسم الوقود في روساتوم ومعهد الأبحاث الروسي لصناعة الكابلات. تظهر خصائصها فائقة التوصيل عند درجة حرارة حوالي 4 كلفن. بدأ العمل على صناعة الوشيعة في العام 2014. تم تطوير التكنولوجيا والمعدات في روساتوم، ويتم الإنتاج في حوض سريدني – نيفسكي لبناء السفن في مدينة سانت بطرسبرغ. من المتوقع أن يتلقى المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي في شهر أيلول/سبتمبر جيروترونات روسية الصنع – أجهزة فراغية تولد إشعاعًا قويًا عالي التردد يسخن الإلكترونات في البلازما. والأهم من ذلك أنها تسبب بدء تشكل البلازما وانهيارها. تبلغ طاقة الخرج لكل جيروترون 1 ميغاواط، وتردد الإشعاع 170 غيغاهرتز. يتطلب المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي في المجمل 24 جروترونا، ستقوم روسيا بتوريد ثمانية منها. ستة أجهزة جاهزة؛ وقد اجتازت خمسة منها اختبارات القبول.
سيتم وضع الجيروترونات في مبنى منفصل لأنها حساسة بالنسبة للحقول الكهرومغناطيسية الخارجية الموجودة بكثرة في التوكاماك – المكون الوظيفي الأساسي للمفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي. يشرف على العملية الهندسية معهد الفيزياء التطبيقية التابع لأكاديمية العلوم الروسية؛ بينما يتم التصنيع في مصنع Gycom في نيجني نوفغورود.
من المقرر شحن الركائز لوصلات الوحدات الشاملة في الفترة من تشرين الثاني/نوفمبر إلى كانون الأول/ديسمبر 2022. سيتم تركيب الركائز عن طريق اللحام على حجرة تفريغ المفاعل. وهي مصممة لحمل الموصلات الكهربائية التي تكمل مسار التيارات المتحرضة في الوحدات النمطية الشاملة أثناء انهيار البلازما. تم تصنيع الموصلات في معهد البحث والتطوير لهندسة الطاقة (NIKIET، جزء من روساتوم). استغرقت عملية التصنيع حوالي ثلاث سنوات ونصف. الركائز مصنوعة من مادتين: سبيكة نحاسية من الكروم والزركونيوم والفولاذ المقاوم للصدأ.
ستنتج الشركات الروسية مقابس المنفذ وحوامل اختبارها بحلول نهاية العام 2022. مقابس المنفذ هي وحدات تسمح بتركيب أنظمة تشخيص البلازما داخل المفاعل. إنها تحمي الأنظمة من تدفق النيوترونات وتخفف من آثار الإشعاع المؤين في المناطق التي يمكن للأفراد الوصول إليها. سيكون هناك ما مجموعه 40 مقبس منفذ مثبتة على طول محيط غرفة تفريغ التوكاماك، وسيتم تصنيع أربعة منها في روسيا. كما ستزود أربع منصات فراغية ما قبل التشغيل والاختبار الحراري والوظيفي لمقابس المنفذ.
سيتم تجميع منصات الاختبار مسبقًا في المصنع ثم تجميعها في الموقع بطريقة تشبه الليغو. سيتم اختبار كل قابس منفذ لمدة خمسة أشهر تقريبًا، وهذا هو سبب الحاجة إلى العديد من الحوامل. فلو كانت هناك منصة اختبار واحدة، فسيستغرق اختبار جميع الأجهزة أكثر من 16 عامًا. ومن المقرر أن تبدأ الشحنة الأولى من المنصات في العام المقبل. سيتم تسليم آخر منصة في العام 2026. وسيتم تصنيع مقابس المنفذ في معهد الفيزياء النووية التابع لأكاديمية العلوم الروسية، فرع سيبيريا، وأجنحة الاختبار في شركة GKMP (مجموعة شركات الهندسة الميكانيكية والأجهزة) للأبحاث والإنتاج في بريانسك.
يبقى المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي محايدا
قال ألكسندر بيتروف، السكرتير الصحفي لمركز ITER (المكتب الروسي لمشروع ITER): “تشارك روسيا في تطوير وإنتاج 25 نظامًا تشخيصيًا وفراغيًا وكهرومغناطيسيًا وأنظمة أخرى. بعضها لا غنى عنه لإطلاق المفاعل. وستواصل روسيا الوفاء بجميع التزاماتها. لقد قمنا بالفعل بشحن بعض الأنظمة والمكونات الهامة”.
يحافظ ITER بشدة على الحياد السياسي، وعلى الرغم من الرياح السياسية والاقتصادية المعاكسة، لا يرفض التعاون مع روسيا. أكد المدير العام لمنظمة ITER، برنارد بيجوت، مرارًا وتكرارًا :”لا توجد تغييرات ملحوظة في سلوك الفريق. لطالما كان ITER يطرح نفسه كمشروع محايد بشكل أساسي. تلقينا في أوائل شهر آذار/مارس، تأكيدًا على هذا المبدأ وتأكيدات بأن أي علامات عدم احترام في الفريق، لا سيما تلك المتعلقة بحدوث أزمة، ستتم معالجتها على الفور. لا يمكن تحقيق أهداف ITER بدون مساهمة روسيا، والجميع يفهم ذلك. وفقًا للمعلومات المتوفرة لدي، أنه سيبذل قصارى جهده لمعالجة أي مشاكل تتعلق بالعقود والتخليص الجمركي والمدفوعات المصرفية، الخ”. يشاركه الرأي ذاته فيتالي كراسيلنيكوف، المشرف على شركة Neutron Diagnostics (تشخيص النيترونات) في مؤسسة ITER (فرنسا).
الاندماج الروسي
تجري روسيا بحثًا مستقلاً في تكنولوجيا الاندماج النووي الحراري كجزء من برنامجها القومي لبحوث الطاقة النووية الحرارية.
تم في العام 2021 استكمال برنامج متعدد الأوجه لتكنولوجيا الطاقة النووية وتطوير الأبحاث في الاتحاد الروسي حتى العام 2024 بمشروع فيدرالي للبحث في الاندماج النووي الحراري الموجه وتقنيات البلازما المبتكرة. يهدف المشروع، من بين أمور أخرى، إلى تطوير آلة التوكاماك التي من شأنها الاستفادة من تكنولوجيا المفاعلات (التي تحمل الاسم الرمزي TRT). سيدمج الجيل الجديد من توكاماك، المقرر بناؤه في ترينيتي (جزء من روساتوم) بحلول العام 2030، التقنيات التي طورتها روسيا كطرف في المشروع الدولي، وكذلك عددًا من الحلول البديلة، مثل الجدار الأول لليثيوم سائل وتسخين السيكروترون الإلكتروني، وغيرهما. يقول فيكتور إلجيسونيس، مدير روساتوم للبحث والتطوير التكنولوجي: “ستكون آلة ТRТ ساحة لاختبار الأفكار الجديدة التي ستقرب احتمالات الاندماج النووي الحراري، بما في ذلك التكنولوجيا الشاملة والتحويل المباشر لتدفق البلازما عالي الطاقة”.
كما يوفر البرنامج تحديث البنية التحتية الحالية. سيتم، على سبيل المثال، تزويد آلة التوكاماك 15MD T-التي تم تشغيلها في العام 2021 في معهد كورتشاتوف، بأنظمة إضافية للتدفئة والتشخيص وجمع البيانات وتوليد التيار وغيرها.
تشمل الأهداف الأخرى للبرنامج وضع نماذج أولية لمولدات بلازما عالية الطاقة والحصول على اندماج نووي حراري محرّض بوساطة الليزر، الخ.
