Egész évben tájékoztattuk olvasóinkat a legújabb reaktorfejlesztésekről, melyekben részt vesz a Roszatom. A Reaktortechnológiák rovatot a fúziós projektekről szóló írással zárjuk.

ITER

Az ITER a legnagyobb nemzetközi termonukleáris projekt, amelyben a Roszatom is részt vesz. Az állami vállalat berendezéseket szállít a projekt számára és részt vesz a kutatásokban is, illetve egyéb feladatokat végez.

Október végén a Roszatom megkezdte az elektromos berendezések harmincadik tételének szállítását. A Roszatomhoz tartozó Elektrofizikai Berendezések Kutatóintézetéből (NIIEFA) 20 pótkocsis teherautóval szállítottak az ITER építési helyszínére, a franciaországi Cadarache-ba az áramellátó rendszerhez részegységeket, amelyek nélkül lehetetlen az első plazma előállítása. A projekt ütemtervének teljesülése ezen alkatrészek időben történő leszállításától függ. „Az ITER mágneses rendszerének áramellátó rendszereihez szükséges elektromos berendezések kifejlesztését és elkészítését a NIIEFA kutató- és gyártócsapata sok aprólékos munkával érte el, ami  bizonyítéka annak, hogy a NIIEFA tekintélye megkérdőjelezhetetlen a nemzetközi termonukleáris közösségben” – nyilatkozta Anatolij Kraszilnyikov, az ITER-részleg igazgatója.

Emellett novemberben, az ITER Tanács (a projekt irányító testülete) 33. ülésén a Roszatom részt vett a reaktor vákuumkamrájának elülső falát kibélelő anyag kiválasztásáról folytatott megbeszélésen. A Tanács úgy döntött, hogy a legjobb anyag kiválasztása érdekében különböző anyagok tulajdonságainak vizsgálatát végzik el. A kísérletekben várhatóan a Roszatom és az Orosz Tudományos Akadémia intézetei vesznek részt. A Tanács emellett értékelte az építés előrehaladását, megvitatta a francia nukleáris szabályozó hatósággal folytatott együttműködést, és áttekintette az építés műszaki kérdéseit.

T-15MD és TRT

A T-15MD a Kurcsatov Intézetben 1988 és 1995 között működő T-15 tokamak modernizált változata. A T-15MD elődjének alapjaira épül. Fizikai indítására 2021 májusában került sor, az első plazma előállítására pedig 2023 tavaszán. Teljesítményindítási teszteket végeztek. Ahogyan Viktor Ilgisonis, a Roszatom tudományos és műszaki kutatási és fejlesztési igazgatója megjegyezte, az üzem építését befejezik és nemzetközi szintű eredmények eléréséhez szükséges szintre hozzák azt.

A Troicki Innovatív Termonukleáris Kutatási Intézet (TRINITI) előkészíti a szükséges infrastruktúrát a TRT-hez, amely egy jövőbeli fúziós reaktor illetve neutronforrás teljes értékű  prototípusa lesz. A plazma viselkedésének tanulmányozására szolgál majd gyulladásközeli, kvázistacionárius üzemmódokban, feladata lesz továbbá a plazma kiegészítő fűtési módszereinek, az üzemanyag-ellátásnak és takarótechnológiáknak a kidolgozása. Új típusú diagnosztikai eszközöket is fejlesztenek itt, és tríciumtechnológiákat sajátítanak el. A TRINITI 2024 végére tervezi befejezni a termonukleáris komplexum rekonstrukciójának első szakaszát, amely a jövőbeli létesítmény energetikai infrastruktúrájának megteremtéséhez szükséges.

Mifiszt

A Roszatom partneregyeteme, a Nemzeti Nukleáris Kutatási Egyetem (MIFI) és a Duhovról elnevezett Összoroszországi Automatikai Kutatóintézet tudósai (VNIIA) olyan neutrongenerátort fejlesztettek ki, amelyben a fúzió miniatűr nagyságrendben történik.

Az emitteregység egy kisméretű (néhány centiméter átmérőjű) plazmafókusz kisülési kamrából, egy energiatárolóból és egy nagyfeszültségű kapcsolóból áll. A plazma létrehozásához a plazmafókusz-kamrába gázt – hidrogénizotópokat – pumpálnak, és két elektródára nagyfeszültséget kapcsolnak. A feszültség bekapcsolásakor a tároló tartályból az összes energia átkerül a kamrába. A több száz kiloamperes áramerősségnek köszönhetően a gáz ionizálódik, és tokoplazmatikus héj – egy speciális konfigurációjú forró plazma – keletkezik. A saját mágneses mező hatására a héj felgyorsul az elektródák között, és egy pontba – csúcsba – tömörül. Ez a plazmafókusz, ahol a fúziós reakció zajlik. Ezek néhány tíz nanoszekundumig tartanak. Ebben a pillanatban az emitteregység különböző típusú sugárzást – neutronsugárzást, valamint röntgensugarakat, plazmasugarakat, elektron- és ionnyalábokat – generál. Amikor az elektródák feszültségét megszüntetik, a gáz visszatér normál állapotába.

Ez a készülék a tudományos óriásprojektek neutron- és gammasugárzás-detektorainak kalibrálására, valamint a detektorrendszerek elemeinek sugárzásállósági vizsgálatára is használható. Ilyen vizsgálatokra van szükség az űrhajók fedélzeti berendezéseihez és a rádióelektronika elemi alapjaihoz. Lehetőség van továbbá különböző típusú impulzusos sugárzások élő szervezetekre gyakorolt hatásának vizsgálatára és az anyag neutronaktivációs elemzésének elvégzésére.

„Korábban minden kalibrációt impulzusforrásokon – reaktorokon és gyorsítókon – végeztek. Ezek többtonnás hatalmas gépek, sok vezérlőrendszerrel. A mi készülékünk mindössze 150 kg-ot nyom – mondta Elena Rjabeva, a MIFI Fizikai és Technológiai Intelligens Rendszerek Intézetének igazgatóhelyettese. Az egységet a hallgatók már használják laboratóriumi munkáik során.

Mint Alekszej Lihacsov, a Roszatom vezérigazgatója az orosz energiahéten elmondta, az állami vállalat még nem vizsgálta, milyen kereskedelmi hasznosítása lehet a fúziónak. Megígérte azonban, hogy folytatják a munkát, valamint energiát és pénzt fordítanak rá. Vlagyimir Putyin orosz elnök a fiatal tudósok konferenciáján szintén ígéretet tett arra, hogy forrásokat különít el a fúziós kutatásokra.

A termonukleáris reakció jellemzői

A szabályozott termonukleáris reakció abban különbözik a magreakciótól, hogy az előbbiben a könnyebb atommagokból nehezebb atommagok szintetizálódnak, míg az utóbbiban a nehéz atommagok hasadnak.