Եռակի ջերմամիջուկային տարեդարձ
Բաժանորդագրվեք տեղեկագրին
Բաժանորդագրվել
#287Մարտի 2025

Եռակի ջերմամիջուկային տարեդարձ

վերադառնալ բովանդակությանը

60 տարի առաջ՝ 1965 թվականի մարտին, շահագործման հանձնվեց T-6 տոկամակը։ 50 տարի առաջ գործարկվեց T-11 տոկամակը, որը T-6-ի մոդիֆիկացիան էր։ Բարելավվել է նաև T-11 տոկամակը, որն այժմ գործում է T-11M անունով Տրոիցկի ինստիտուտում։ Ռուսական ՏՐԻՆԻՏԻ պետական ​​գիտական ​​կենտրոնում գիտնականներն այն օգտագործում են հեռանկարային ջերմամիջուկային կայանքների տեխնոլոգիաներ մշակելու համար:

T-6-ը, ինչպես երևում է նրա անունից, ոչ առաջին էր և ոչ էլ վերջինը տոկամակերի շարքում։ Ի դեպ, արդյունաբերական էներգետիկայում կառավարվող ջերմամիջուկային սինթեզի (ԿՋՍ) կիրառման գաղափարի առաջին գիտական ​​քննարկումն այս տարի նույնպես տարեդարձ է նշում։ 1950 թվականին երիտասարդ սերժանտ Օլեգ Լավրենտևը, ով այն ժամանակ զինվորական ծառայությանն էր  անցնում Սախալինում, նամակ գրեց ԽՄԿԿ Կենտկոմին։ Դրանում նա ուրվագծեց երկու գաղափար, որոնցից մեկը նվիրված էր ԿՋ-ին։ Օլեգ Լավրենտևն առաջարկել է ռեակտորի նախագիծ, որտեղ բարձր ջերմաստիճանի պլազման մեկուսացված է բարձրավոլտ էլեկտրական դաշտի միջոցով: Նամակը փոխանցվել է միջուկային ֆիզիկոսներին, ովքեր նշել են հեղինակի մտքի ինքնատիպությունն ու համարձակությունը։

Մագնիսական պլազմայի սահմանափակմամբ տորոիդային ջերմամիջուկային ռեակտորի ավելի կենսունակ գաղափարն առաջարկվել է Անդրեյ Սախարովի և Իգոր Թամմի կողմից: Այն հաստատվել է 1951 թվականի հունվարին։ Առաջին կայանքը հավաքվել է նույն թվականին։ Դա ապակե տորուս էր՝ հաստ պատերով պղնձե պատյանով։ Ենթադրվում էր, որ պլազման տաքանալու է դրա միջով հոսող հոսանքով և պատերի հետ շփումից կպահվի պղնձե պատյանում գրգռված Ֆուկոյի հոսանքների միջոցով: Ավելի ուշ՝ 1957 թվականին, Իգոր Կուրչատովի աշակերտ Իգոր Գոլովինը առաջարկեց խորհրդային գիտնականների կողմից մշակված ԿՋՍ անվանել «տոկամակ»։ Դա «մագնիսական պարույրներով տորոիդային խցիկ» բառի հապավումն է։

Տորոիդային կոնցեպտը մրցում էր ստելարատորայինի հետ։ Բայց 1968-ին Նովոսիբիրսկում տեղի ունեցած ԿՋՍ կոնֆերանսում խորհրդային գիտնականները զեկուցեցին տոկամակների վրա ձեռք բերված փորձարարական արդյունքների մասին, որոնք, պարզվեց, մեծության կարգերով ավելի լավն էին, քան այլ տիպի կայանքներում: Պատկերավոր ասած, զեկույցները դարձել են մտավոր «ջերմամիջուկային պայթյուն»։

Եվ տոկամակները սկսեցին հայտնվել ամբողջ աշխարհում՝ առաջատար դիրքեր գրավելով ջերմամիջուկային գիտական ​​աշխարհում։ 1960-1988 թվականներին միայն ԽՍՀՄ-ում կառուցվել է 21 տոկամակ, որոնց մի մասը փոխանցվել է այլ երկրներ։ Իսկ գլխավորը՝ միջազգային ԻՏԷՌ նախագիծը, որը պետք է ապացուցի ԿՋՍ-ի կոմերցիոն իրականացման հնարավորությունը՝ տոկամակ է։

T-6 տոկամակ կայանքի հեղինակը Կուրչատովի ինստիտուտի կրտսեր գիտաշխատող էր, ԽՍՀՄ Պետական ​​մրցանակի ապագա դափնեկիր, Արցիմովիչի ուղեղային շրջապատի ամենախելացի և գիտակ՝ Վլադիմիր Մուխովատովը: T-6 կայանքը նրա մտահղացումն է եղել որպես հարթության (ոչ ծալքավոր) պտտվող մագնիսական դաշտի գլուխգործոց։ Այն ուներ կայունացնող պղնձե պատյան՝ լիցքաթափման խցիկի ներսում՝ հնարավորինս մոտ պլազմային, որպեսզի գործեր առավելագույն հոսանքներով և կայունության նվազագույն պաշարներով: Դրա վար մանրակրկտորեն ուսումնասիրվել են պլազմայի կայունության խնդիրները։

1975 թվականին կայանքը արդիականացվել է և ստացել T-11 անվանումը։ Դրա վրա սկսել են պլազմայի լրացուցիչ տաքացման փորձեր անցկացնել՝ դրա մեջ արագ չեզոք ատոմների ճառագայթ ներարկելով։ Սա կարևոր էր, քանի որ պլազմայի լրացուցիչ տաքացումը տոկամակներում ինքնուրույն խնդիր էր դարձել այդ ժամանակ։ Հաշվարկները ցույց են տվել, որ պլազմայի առավելագույն ջերմաստիճանը, որը կարելի է ստանալ սովորական տաքացման միջոցով, 4–5 անգամ ցածր է, քան պահանջվում է ինտենսիվ ջերմամիջուկային ռեակցիայի համար։ Չեզոք ատոմներ ներարկելու գաղափարը լավ արդյունքներ է ցույց տվել։

1985 թվականին կայանքն ապամոնտաժվել է, այնուհետև արդիականացվել և վերածնվել T-11M անվանմամբ՝ ախտորոշիչ խնդիրներ լուծելու համար՝ շնորհիվ Է.Ա. Ազիզովի։ Ներկայումս T-11M տրոիցկի տոկամակը՝ Ռուսաստանում գործող մագնիսական պլազմային մեկուսացման երեք կայանքներից մեկն է: Այն գործում է որպես նյութերի գիտահետազոտական ​​սարք՝ առաջին պատի ամենակարևոր խնդիրները լուծելու և նոր առաջարկները իրական պայմաններում փորձարկելու համար:

Առաջին մեծ հաջողությունը՝ կարբորանով բորոնացման օգտագործումն էր բոլոր ռուսական և մի շարք արտասահմանյան տոկամակների առաջին պատը պատելու համար՝ խարնուրդների մակարդակը նվազեցնելու համար: Երկրորդ հաջողությունը՝ լիթիումի կիրառումն է՝ մազանոթ-ծակոտկեն համակարգերը նույն նպատակներով օգտագործմամբ:

T-11 M-ի պարամետրերը ժամանակակից չափանիշներով համեստ են. պլազմային հոսանք մինչև 0,1 ՄԱ, պլազմայի էլեկտրոնի ջերմաստիճանը մինչև 500 էՎ, պլազմայի առավելագույն խտությունը՝ մի քանի միավոր 7 x 1013 սմ3-ի համար: Այնուամենայնիվ, դրանք թույլ են տալիս ուսումնասիրել պլազմայի փոխազդեցությունը տոկամակի առաջին պատի և հենց առաջին պատի նյութերի հետ, մշակել դրա պաշտպանության մեթոդներ, ուսումնասիրել արտանետումների քայքայման դինամիկան և մշակել պլազմայի նոր ախտորոշում։

Ներկայումս T-11M-ում մշակվում է հեղուկ լիթիումային պաշտպանություն տոկամակերի համար: Այն անհրաժեշտ է պլազմայից եկող մասնիկների հոսքերը փակելու համար՝ նվազեցնելով պատի ջերմային բեռը։ 2022 թվականին ինստիտուտի գիտնականներն իրականացրել են T11M արտանետման համակարգի արտաքին լիցքավորումը լիթիումով՝ առանց աշխատանքային խցիկում վակումային պայմանները խախտելու՝ սա համաշխարհային կարգի արդյունք է։

Ներկայումս T-11M-ը փորձարկում է ջերմամիջուկային ռեակտորի առաջին պատի լիթիումային պաշտպանության համակարգերի և տեխնոլոգիաների ամբողջական փաթեթը: Մասնավորապես, փորձարկվում են խոստումնալից սարքեր և տեխնոլոգիաներ՝ սահմանափակիչ, կոլեկտոր, ներարկիչ։

T-11M-ի հետազոտության արդյունքներն օգտագործվում են ավելի բարդ նախագծերում՝ T-15MD տոկամակում, ռեակտորային տեխնոլոգիաներով ռուսաստանյան տոկամակում (ՌՏՏ) և միջազգային ԻՏԵՌ նախագծում՝ բորի կարբիդով պատերի բորոնացման մասով: Մասնավորապես, ՌՏՏ-ում նախատեսվում է կիրառել հենց հեղուկ լիթիումային պաշտպանություն։