Ջերմամիջուկային էներգետիկան ռուսական միջուկային արդյունաբերության ուշադրության կենտրոնում է: Ակտիվորեն զարգանում է ազգային ջերմամիջուկային ծրագիրը, ինչպես նաև լիարժեք համագործակցությունը միջազգային ԻՏԵՐ նախագծի շրջանակներում։

Պլաններ Ռուսաստանում

Ռուսական ջերմամիջուկային ծրագրի առանցքային տարրերն են Կուրչատովի ինստիտուտում T-15ՄԴ տոկամակի գործարկումը և Ռուսաստանի Դաշնության «ՏՐԻՆԻՏԻ» պետական ​​գիտական ​​կենտրոնի հիման վրա ռեակտորային տեխնոլոգիաներով տոկամակի ստեղծումը:

T-15ՄԴ՝ աշխատանքային տոկամակ է։ Ֆիզիկական մեկնարկը տեղի է ունեցել 2021 թվականի մայիսին։ 2023 թվականի մարտին՝ էներգետիկ մեկնարկ. գիտնականները ստացան առաջին բարձր ջերմաստիճանի պլազման։ Այնուհետև երկու փորձարարական արշավների ընթացքում նրանք մշակեցին պլազմայի արտանետումներ արտադրելու ալգորիթմներ և ստացան մագնիսական դաշտի հետևյալ պարամետրերը՝ 1 Տեսլա (մագնիսական ինդուկցիա) և 30 վայրկյան (մագնիսական դաշտի գոյության տևողությունը): 2023 թվականի դեկտեմբերին գիտնականները 260 կԱ պլազմային հոսանքի արտանետում են ստացել, ավելի քան երկու վայրկյան տևողության: Պլազմայի էլեկտրոնային բաղադրիչի ջերմաստիճանը մոտ 40 միլիոն աստիճան էր, ինչը երկու անգամ գերազանցում է Արեգակի կենտրոնում գտնվող ջերմաստիճանը:

T-15ՄԴ-ի աշխատանքը բարելավելու համար նախատեսվում է շահագործման հանձնել լրացուցիչ պլազմային ջեռուցման և ընթացիկ սպասարկման համակարգեր, վերազինել տոկամակը ախտորոշիչ համակարգերով, տեղադրել շեղիչ և խցիկի պատումը գրաֆիտով:

Ռեակտորային տեխնոլոգիաներով տոկամակը (ՌՏՏ) մշակվում է որպես ապագա ջերմամիջուկային ռեակտորի կամ նեյտրոնային աղբյուրի ամբողջական նախատիպ: Այն նախատեսված է ուսումնասիրելու պլազմայի վարքագիծը քվազի-ստացիոնար ռեժիմներում, հետազոտելու և մշակելու մեթոդներ պլազմայի լրացուցիչ ջեռուցման, վառելիքի մատակարարման և շատ ավելին: ՌՏՏ-ն կտեղակայվի Տրոիցկում։

2021 թվականին գիտնականները սկսեցին ՌՏՏ-ի նախնական նախագծումը և ախտորոշիչ սարքավորումների մշակումը: Ռոսատոմի գիտնականները նախատեսում են այս փուլն ավարտել մինչև 2024 թվականի վերջ, իսկ տեխնիկական նախագծումը կսկսվի 2025 թվականին։ Բացի բուն տոկամակից, շատ ծայրամասային համակարգեր պետք է ստեղծվեն ախտորոշման, պլազմայի ջեռուցման և հոսանքի գեներացման համար: Ծրագրի համաձայն՝ ռեակտորի ֆիզիկական գործարկումը պետք է տեղի ունենա 2035 թվականին, իսկ էներգետիկականը՝ 2036 թվականին։

Ռուսաստանը մեծ ուշադրություն է դարձնում ջերմամիջուկային տեխնոլոգիաներին։ 2025-2030 թվականներին «Ջերմամիջուկային էներգիայի տեխնոլոգիաներ» դաշնային նախագիծը կիրականացվի «Նոր ատոմային և էներգետիկ տեխնոլոգիաներ» ազգային նախագծի շրջանակներում։ Նախատեսվում է գիտահետազոտական ​​և փորձնական կոնստրուկտորային աշխատանքներ (ԳՀՓԿԱ) վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլման տեխնոլոգիաների և պլազմայի նորարարական տեխնոլոգիաների մշակման և զարգացման համար: Դրանք կանցկացնեն Ռոսատոմի կազմակերպությունները, Կուրչատովի ինստիտուտը, Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի ինստիտուտները և Ռուսաստանի գիտության և բարձրագույն կրթության նախարարության բարձրագույն ուսումնական հաստատությունները: Դաշնային նախագիծը նախատեսում է ջերմամիջուկային և պլազմային հիմնական տեխնոլոգիաների մշակման և ներդրման համար ստենդների և կայանքների մի ամբողջ համալիրի կառուցում (վերակառուցում և տեխնիկական վերազինում):

Մեկ այլ ուղղություն է՝  ԳՀՓԿԱ՝ պլազմայի և դրան ուղղված տարրերին փոխազդեցության տվյալների ստացմանը՝, օգտագործելով գործիքային ախտորոշիչ միջոցներ, թվային կառավարման համակարգեր, տվյալների հավաքագրում և մշակում տոկամակ տիպի ուսումնացուցադրական կայանքի վրա: Ի վերջո, դաշնային նախագիծը ներառում է ջերմամիջուկային և հիբրիդային համակարգերի ոլորտում կարգավորող իրավական ակտերի մշակման ԳՀՓԿԱ, ներառյալ այս ոլորտում լիցենզավորման գործողությունների ապահովումը:

Ռուսաստանում նախագծերը, որոնք մշակվում են Ռոսատոմը, Կուրչատովի ինստիտուտը և այլ կազմակերպությունները, նպաստում են ջերմամիջուկային միաձուլման տեխնոլոգիաների զարգացմանն ամբողջ աշխարհում։ «Այս օրերին ջերմամիջուկային միաձուլումը ամենաբաց գիտական ​​ոլորտներից մեկն է։ Կարծում եմ՝ այդպես կշարունակվի, համենայն դեպս, մինչև տեխնոլոգիան սկսի առևտրայնացվել», — «Նոր ատոմային փորձագետ» ամսագրին տված հարցազրույցում ասել է ԻՏԵՐ նախագծային կենտրոնի (Ռոսատոմի մաս) տնօրեն Անատոլի Կրասիլնիկովը:

ԻՏԵՐ և միջազգային համագործակցությունը

Ռոսատոմը` ԻՏԵՐ նախագծի հիմնական մասնակիցն է: Հիշեցնենք, որ Խորհրդային Միությունը նախաձեռնել է ջերմամիջուկային միջազգային նախագիծը դեռ 1980-ականներին։ ԽՍՀՄ-ի և ԱՄՆ-ի ղեկավարներ Միխայիլ Գորբաչովն ու Ռոնալդ Ռեյգանը պայմանավորվել են դրա մեկնարկի շուրջ, ապա նախագծին միացել են Եվրատոմը և Ճապոնիան։ Այս չորս գործընկերները ստեղծել են նախագծի ինժեներական նախագիծը: Այնուհետև ԻՏԵՐ-ին միացան Չինաստանը, Հնդկաստանը և Հարավային Կորեան։ Նախագծի էությունը դեյտերիում-տրիտումային բարձր ջերմաստիճանային պլազմայով փորձարարական ջերմամիջուկային ռեակտորի ստեղծումն է։ գիտնականները ոչ միայն պետք է ստանան պլազմա, այլև կառավարեն դրան 500–1000 վարկյանների ընթացքում։ «Դա նման է հեծանիվին. եթե այն վարում ես երկու կամ երեք վայրկյան, դա չի նշանակում, որ գիտես, թե ինչպես վարել այն: Պետք է ցույց տալ  բավական երկար ժամանակի ընթացքում պլազմայի պահպանման արդյունք»,- «Նոր ատոմային փորձագետ» ամսագրին պարզաբանել է Անատոլի Կրասիլնիկովը։

Ռուսաստանը իր պարտավորությունների շրջանակում, մի ​​քանի տարի է, ինչ սարքավորումներ է մատակարարում ԻՏԵՐ-ի համար։ Ամբողջությամբ մատակարարվել են գերհաղորդիչներն ու PF1 մագնիսական կոճը։ Կոմուտացիոն սարքավորումների մատակարարումը շարունակվում է (տարեկան մոտ 30–40 մեքենա է ուղարկվում տեղամաս): Վակուումային խցիկի 18 վերին վարդակները պատրաստվել են և ավարտվում են դրանց առաքումը։ Դրանք անհրաժեշտ են դիագնոստիկ համակարգերի, ջեռուցման սարքավորումների և պոմպային սարքերի տեղադրման համար։ Ռուսական կողմը մատակարարում է նաև 24 գիրոտրոններից ութը (այդ սարքերն անհրաժեշտ են պլազմայի լրացուցիչ ջեռուցման և հոսանքի արտադրության համար): ՌԴ ԳԱ Կիրառական ֆիզիկայի ինստիտուտն արդեն պատրաստել է դրանք, չորսը առաքվել են, իսկ դրանց տեղադրումը կսկսվի տարեվերջին։ 2025 թվականին ինստիտուտը կթողարկի իններորդը՝ պահեստայինը։ Սակայն դրանց թիվը կարող է աճել, քանի որ միջազգային ԻՏԵՐ կազմակերպությունը որոշել է մեծացնել էլեկտրոնացիկլոտրոնային տաքացման հզորությունը։

Առաջիկա տարիների պլանները ներառում են պորտ-պլագերի մատակարարում: Սրանք բարդ ախտորոշիչ տարրեր են, ներառյալ պլազմային պարամետրերի դիագնոստիկ միջոցները, թեստային ծածկույթի մոդուլները, իոնային և էլեկտրոնային ցիկլոտրոնային ջեռուցման համակարգերը և այլն:

Պորտ-պլագերի փորձարկման համար ռուսական կողմը պատրաստում է չորս փորձարկման ստենդ։ Ընթացիկ տարվա օգոստոսի վերջին այս ստենդներից առաջինի համար ավելի քան 20 տոննա կշռող մետաղական շրջանակ ուղարկվել է Ֆրանսիայի Կադարաշ քաղաքի ԻՏԵՐ-ի տեղամաս: Մինչեւ տարեվերջ նրանց համար նախատեսված այլ սարքավորումները կմեկնեն Ֆրանսիա։

Համագործակցության մեկ այլ ոլորտ է առաջին պատի արտադրությունը, որը շփվում է պլազմայի հետ: Այն պետք է ունենա բարձր մեխանիկական ամրություն, վակուումային խտություն, ջերմային և էլեկտրական հաղորդունակություն, բարձր ջերմակայունություն, ջերմային ցիկլային բեռների և ճառագայթման դիմադրություն:

Պատը նախատեսվում էր պատրաստել բերիլիումից, սակայն բերիլիումի թունավորության և բոլոր թույլտվությունների ստացման օբյեկտիվ դժվարությունների պատճառով պարզ դարձավ, որ ավելի արագ կլինի նոր նյութ փորձել։ Ընտրվեց վոլֆրամը. այն տոկսիկ չէ, և դրա հալման ջերմաստիճանը շատ ավելի բարձր է: Այնուամենայնիվ, վտանգ կա, որ վոլֆրամի մասնիկները կհայտնվեն պլազմայի մեջ, ինչը կհանգեցնի նրա ջերմաստիճանի նվազմանը, և այն տաքացնելու համար շատ ավելի շատ էներգիա կպահանջվի։ Ռուս գիտնականներն առաջարկել են վոլֆրամը պաշտպանել բորի կարբիդի վրա հիմնված ծածկույթով, քանի որ այն արդեն օգտագործվել է ռուսական տոկամակների նախագծման մեջ: Առաջարկն ընդունվեց, ԳՀՓԿԱ-րը մեկնարկել են:

ԻՏԵՐ նախագծի հեռանկարները, դժվարությունները և խնդիրների լուծումները քննարկելու համար հոկտեմբերին Ռուսաստան էր եկել ԻՏԵՐ միջազգային կազմակերպության գլխավոր տնօրեն Պիետրո Բարաբասկին։ Նա այցելեց «ԻՏԵՐ» նախագծային կենտրոնի (Ռոսատոմի մաս) լաբորատոր համալիր և Էլեկտրաֆիզիկական սարքավորումների գիտահետազոտական ​​ինստիտուտ, հանդիպել է նախագծի ոգեշնչող և առաջին կազմակերպիչ, Կուրչատովի ինստիտուտի պատվավոր նախագահ Եվգենի Վելիխովի և Ռոսատոմի գլխավոր տնօրեն Ալեքսեյ Լիխաչովի հետ։ Նախագծային կենտրոնում նա տեսավ, թե ինչպես են աճեցնում արհեստական ​​միաբյուրեղ ադամանդները և մշակվում ջերմամիջուկային ռեակտորի ախտորոշիչ համակարգեր, իսկ Ալեքսեյ Լիխաչովի հետ հանդիպմանը նա քննարկեց ԻՏԵՐ նախագծի իրականացման հետ կապված հարցեր: «Մենք որոշակի դժվարություններ ունենք Ռուսաստանից սարքավորումների մատակարարման հետ կապված, սակայն նախագծի այլ խնդիրների համեմատ դա այնքան էլ կարևոր չէ», — ասել է Պիետրո Բարաբասկին մամուլի ասուլիսում։

Բայց քննարկման ամենակարեւոր թեման նախագծի ապագա հեռանկարներն են։ «Այս այցը շատ կարևոր է մեզ համար։ Միջազգային փորձարարական ջերմամիջուկային ռեակտորի նախագիծն այժմ շրջադարձային փուլում է. մասնակիցները քննարկում են նոր «բազային գիծը»: Իրականացման ժամկետները և ծախսերը կարող են զգալիորեն փոխվել: Ռուսական ձեռնարկություններին անհրաժեշտ է ամբողջական տեղեկատվություն ծրագրի անմիջական ղեկավարից»,- նշել է Անատոլի Կրասիլնիկովը։

Կողմերը գոհ են մնացել հանդիպումից։ «Ես անկեղծորեն ուրախ եմ, որ իմ գործընկեր Պիետրո Բարաբասկին ժամանել է Ռուսաստան։ Մենք բաց և անկեղծ զրույց ունեցանք փոխըմբռնման և ընդհանուր հաջողությանը միտված մթնոլորտում»,- ասել է Ալեքսեյ Լիխաչովը։

«ԻՏԵՐ-ը միջազգային համագործակցության հիանալի օրինակ է, որտեղ գիտությունը միավորում է մարդկանց ընդհանուր նպատակի հետապնդման համար», — ասաց Պիետրո Բարաբասկին: «Ռուսաստանի, ինչպես և ԻՏԵՐ-ի բոլոր այլ անդամների ներդրումը շատ կարևոր է, այն ցույց է տալիս ընդհանուր հանձնառություն ջերմամիջուկային էներգիայի զարգացմանը, որը գոյություն կունենա ի շահ ողջ աշխարհի: Այս ներդրումներն ընդգրկում են բոլոր ոլորտները՝ կարևոր բաղադրիչներից մինչև հիմնական տեխնոլոգիական նորարարություններ: Մինչ մենք առաջ ենք շարժվում, համագործակցության այս գլոբալ ոգին է, որ մնում է հաջողության անկյունաքարը՝ ապահովելով մեր ժամանակի ամենահավակնոտ գիտական ​​նախագծերից մեկի առաջընթացը»:

Հարաբերությունների և անձնական կապերի, տեխնոլոգիաների և գիտական ​​փնտրտուկների զարգացումը, բարդ սարքավորումների արտադրությունը, ֆինանսական և իրավական աջակցությունը այս պահին և հեռանկարում ՝ այս ամենը վկայում է ջերմամիջուկային տեխնոլոգիաների զարգածմանն ուղղված և դրանք գործնական կիրառմանը հասցնելու Ռուսաստանի ձգտման մասին։

ԻՏԵՐ-ը ITER՝ , International Thermonuclear Experimental Reactor հապավումն է։ Իսկ լատիներեն iter-ից՝ «ուղի», «ճանապարհորդություն»: