Жыл бойы біз оқырмандарымызды Росатом қатысатын ең жаңа реакторлық әзірлемелер туралы хабардар еттік. Біз «Реакторлық технологиялар» айдарын термоядролық жобалар туралы әңгімемен аяқтаймыз.
ИТЭР
Росатом қатысатын ең ірі, халықаралық термоядролық жоба – ИТЭР. Мемлекеттік корпорация оған жабдықтар жеткізеді, зерттеулерге қатысады және өзге де жұмыстар жүргізеді.
Сонымен, қазан айының соңында Росатом электр жабдықтарының отызыншы партиясын жібере бастады. Электрофизикалық аппаратураның ғылыми-зерттеу институтынан (ЭФАҒЗИ, Росатом құрамына кіреді) 20-сыншы трейлерінде Кадараштағы (Франция) ИТЭР құрылыс алаңына тоқты жедел коммутациялау және энергияны қорғаушы шығару жүйелері үшін энергия сіңіретін резисторлар элементтерінің үлкен партиясы жіберілді. Бұл электрмен жабдықтау жүйесінің бөлігі, онсыз бірінші плазманы алу мүмкін емес. Жобаның кестесі осы компоненттердің уақытымен жеткізілуіне байланысты. «ИТЭР реакторының магниттік жүйесіне арналған электрмен жабдықтау жүйелерінің электротехникалық жабдықтарының барлық кешенін әзірлеу және дайындау – ЭФАҒЗИ ғылыми-өндірістік ұжымының көп жылғы қажырлы еңбегінің нәтижесі және оның халықаралық термоядролық қоғамдастықтағы даусыз беделінің дәлелі», – деп түсіндірді «ИТЕР-Центр» директоры Анатолий Красильников.
Сонымен қатар, қараша айында ИТЭР Кеңесінің 33 отырысында (жобаның басқарушы органы) Росатом реактордың вакуумдық камерасының бірінші қабырғасын қаптауға арналған кандидаттық материалды талқылауға қатысты. Кеңес ең жақсысын таңдау үшін әртүрлі материалдардың қасиеттерін зерттеуді ұйғарды. Росатом институттары мен Ресей Ғылым академиясы эксперименттерге қатысады деп болжануда. Сондай-ақ, кеңес құрылыстың барысын бағалады, Француз ядролық реттеушісімен өзара іс-қимылды талқылады және құрылыстың техникалық мәселелерін қарады.
Т-15МД и ТРТ
Т – 15МД 1988-1995 жылдары Курчатов институтында жұмыс істеген токамак Т-15-тің жаңартылған нұсқасы. Т-15МД алдыңғысының негізіне қарап салынған. Оның 2021 жылдың мамырында іске қосылды, алғашқы плазма 2023 жылдың көктемінде алынды. Энергетикалық іске қосу бойынша сынақтар жүргізілді. Росатомның ғылыми-техникалық зерттеулер мен әзірлемелер бағытының директоры Виктор Ильгисонис атап өткендей, қондырғы салынып, халықаралық деңгейдегі нәтижелерді алу үшін қажетті деңгейге шығарылады.
Троицк инновациялық термоядролық зерттеулер институтында («ТРИНИТИ») реакторлық технологиялары бар токамак (ТРТ) салу жобасы бойынша қажетті инфрақұрылым дайындалуда. ТРТ болашақ термоядролық реактордың немесе нейтрон көзінің толық прототипі болады деп болжануда. Онда тұтануға жақын квазистационарлық режимдердегі плазманың мінез-құлқы зерттеледі, плазманы қосымша қыздыру, отынмен қамтамасыз ету, бланкеттік технологиялар әдістері пысықталады. Онда диагностиканың жаңа түрлері әзірленеді, тритий технологиялары игеріледі. 2024 жылдың соңына қарай «ТРИНИТИДЕ» болашақ қондырғының энергетикалық инфрақұрылымын құру үшін қажетті термоядролық кешенді қайта құрудың бірінші кезеңін аяқтау жоспарлануда.
«Мифист»
Росатом тірек университетінің, МИФИ Ұлттық ядролық зерттеу университетінің (ҰЯЗУ және Духов атындағы Бүкілресейлік автоматика ғылыми-зерттеу институтының ғалымдары (БАҒЗИ, Росатом құрамына кіреді) миниатюрада термоядролық синтез жүретін плазмалық фокус негізінде нейтронды генератор жасады.
Сәулелену блогы плазмалық фокустың шағын (диаметрі бірнеше сантиметр) разрядты камерасынан, энергия сақтағыштан және жоғары вольтты кілттен тұрады. Плазма жасау үшін плазмалық фокус камерасына сутегі газ – изотоптары айдалады және екі электродқа жоғары кернеу беріледі. Кернеу берілген кезде кілт іске қосылады, осылайша дискідегі барлық энергия камераға беріледі. Жүздеген килоампердегі тоқ күшінің арқасында газ иондалады және токоплазмалық қабық арнайы конфигурациядағы ыстық плазма пайда болады. Өзінің магнит өрісінің әсерінен қабық электродтар арасында үдетіліп, нүктеге – қысқышқа қысылады. Бұл термоядролық реакциялар жүретін плазмалық фокус. Олар бірнеше ондаған наносекундқа созылады. Осы кезде эмитент блогы сәулеленудің әртүрлі түрлерін нейтрондық, сонымен қатар рентгендік, плазмалық ағындар электронды және иондық сәулелер тудырады. Электродтардағы кернеу жойылған кезде газ қалыпты күйге келеді.
Бұл құрылғыны мегасайенс жобалары үшін нейтронды және гамма-сәулелік детекторларды калибрлеу үшін пайдалануға болады. Онда радиацияға төзімділік үшін детекторлық жүйелердің элементтерін сынауға болады. Мұндай сынақтар ғарыш аппараттарының борттық аппаратурасы мен радиоэлектрониканың элементтік базасы үшін қажет. Сондай-ақ, импульстік сәулеленудің әртүрлі түрлерінің тірі организмдерге әсерін зерттеуге және заттың нейтронды активтендіру талдауын жүргізуге болады.
«Бұрын барлық калибрлеу импульстік көздерде — реакторлар мен үдеткіштерде жүргізілетін. Бұл көптеген басқару жүйелері бар көп тонналық громадиндер. Біздің қондырғымыздың салмағы небәрі 150 кг, оны екі арнайы дайындалған инженер жылжыта алады»,-деді «МИФИ» ҰЯЗУ физика-техникалық зияткерлік жүйелер институты директорының орынбасары Елена Рябева. Қондырғыны студенттер зертханалық жұмыстарда қолданады.
Ресейлік энергетикалық аптада Росатомның бас директоры Алексей Лихачевтің айтуынша, мемлекеттік корпорацияда термоядролық синтез туралы коммерциялық түсінік жоқ. Алайда ол жұмысты жалғастыруға және оған күш пен ақша бөлуге уәде берді. Ресей президенті Владимир Путин жас ғалымдар конференциясында термоядролық зерттеулерге ақша бөлуге уәде берді.
Термоядролық реакцияның ерекшеліктері
Басқарылатын термоядролық реакция ядролық реакциядан ерекшеленеді, өйткені біріншісінде жеңіл ядролар ауыр ядроларды синтездейді, ал екіншісінде ауыр ядролар бөлінеді.
