Tokamak T-15MD. הזדמנויות חדשות למדע הרוסי והעולם
מכון קורצ'טוב השלים את ההשקה הפיזית של כור תרמו-גרעיני היברידי T-15MD שעבר מודרניזציה עמוקה. מתקן הניסוי מיועד למחקר ופיתוח של טכנולוגיות מבטיחות, אשר לאחר מכן ניתן להשתמש בהן בפרויקטים מקומיים ובינלאומיים.
טקס חגיגי
ההשקה של מתקן המגה T-15MD, שנבנה במרכז המחקר הלאומי "מכון קורצ'טוב", התקיימה ב-18 במאי. בשל המשמעות הגבוהה של פרויקט זה, ההשקה בוצעה במסגרת טקס חגיגי בהשתתפות ראש הממשלה מיכאיל משוסטין, שר החינוך והמדע ולרי פלקוב וגורמים נוספים. האורחים הופקדו על לחיצה על כפתור ההתחלה הסמלי.
לדברי ראש הממשלה, הכור T-15MD הוא עדות לרמה הטכנולוגית הגבוהה של ארצנו. השקתו הייתה אירוע ענק לא רק עבור רוסיה, אלא עבור העולם כולו. M. Mishustin ציין גם כי יצירת מקור אנרגיה אמין וחזק חדש יתרום להמשך הפיתוח של תעשיות רבות.
מיכאיל קובלצ'וק, נשיא מכון קורצ'טוב, אמר כי המדע הרוסי מסוגל להמשיך במחקר על אנרגיה תרמו-גרעינית. לשם כך, יש צורך מודרניזציה של הבסיס המדעי והייצור. בעבר, המדינה שלנו הייתה מסוגלת ליישם פרויקטים כאלה ללא סיוע חוץ, בייצור עצמאי של כל המוצרים והרכיבים הדרושים.
ההשקה של ה-T-15MD נצפתה באמצעות קישור וידאו על ידי הנהגת הפרויקט התרמו-גרעיני הבינלאומי ITER. המנכ"ל ברנרד ביגוט הודה לממשלת רוסיה על העזרה הגדולה של חטיבת ITER שלנו. התעשייה הרוסית, בתורה, קיבלה הכרת תודה על האיכות הגבוהה של הטכנולוגיות שהוצגו בפרויקט הכולל.
לאחר מודרניזציה עמוקה
המתקן הטורואידי T-15 לכליאה מגנטית של פלזמה נבנה במכון קורצ'טוב בסוף שנות ה-10. בייצורו נעשה שימוש בעיצובים הקיימים של הכור T-1988M. מאז 15 בוצעו ניסויים שונים בכליאת פלזמה במתקן ה-T-XNUMX החדש. באותה תקופה, המתקן הסובייטי היה אחד הגדולים והחזקים בעולם.
למרות כל הקשיים של אותה תקופה, נערך מחקר קבוע עד אמצע שנות התשעים. בשנים 1996-98 מגה-התקנה T-15 עברה את המודרניזציה הראשונה. תכנון הכור הושלם, וגם התוכנית למחקר עתידי הותאמה. כעת תוכנן המתקן לשמש לפיתוח פתרונות ורעיונות שהוצעו ליישום בפרויקט ITER הבינלאומי.
בשנת 2012, הכור T-15 הוצא משימוש זמנית עקב תוכניות למודרניזציה עמוקה. במסגרת פרויקט זה אמור היה הטוקמק לקבל מערכת אלקטרומגנטית חדשה, תא ואקום חדש וכו'. צרכי האנרגיה המוגברים היו אמורים להיות מסופקים על ידי מערכת אספקת חשמל חדשה. למעשה, מדובר היה בארגון מחדש קיצוני של המתקן הקיים עם החלפת כל מערכות המפתח.
המודרניזציה העיקרית של הכור במסגרת פרויקט T-15MD הושלמה בשנה שעברה, ולאחר מכן החלו עבודות ההזמנה. לאחרונה, תהליך העדכון הסתיים בהצלחה - והתבצעה השקה פיזית. יחד עם זאת, תהליך פיתוח הבסיס המדעי והטכני אינו עוצר. באפריל נודע כי בשנים 2021-24. לטוקמק הקיים יתווסף מערכות חדשות למטרות שונות.
פעילויות אלו יעזרו ליצור את המראה הסופי של התקנת המגה T-15MD ולקבל את כל היכולות הדרושות. הפעלה מלאה, המאפשרת לבצע את כל הניסויים הדרושים, תתקיים ב-2024.
עקרונות חדשים
במהלך המודרניזציה, הכור T-15MD קיבל מספר מערכות חדשות, אך הארכיטקטורה הכללית ועקרונות הפעולה שלו לא עברו שינויים מהותיים. כמו בעבר, על הטוקמק ליצור ולתחזק עמוד פלזמה בעזרת שדה מגנטי. הכור יוצר נימה עם יחס רוחב-גובה של 2,2 וזרם פלזמה של 2 MA בשדה מגנטי של 2 T. משך הפעולה הרציפה הוא עד 30 שניות.
מודרניזציה 2021-24 יתקיים בשני שלבים. כחלק מהראשון, יותקנו ב-T-15MD שלושה מזרקי אטומים מהירים בהספק כולל של 6 MW וחמישה ג'ירוטרונים של 5 MW. לאחר מכן, תוצג מערכת של חימום היברידי נמוך יותר ושמירה על זרם הפלזמה, וכן מערכת חימום יון-ציקלוטרון בהספק של 4 ו-6 MW, בהתאמה.
כתוצאה מהמודרניזציה, הכור הפך להיות היברידי. בתאים מיוחדים במה שנקרא. שמיכה מוצעת למקם דלק גרעיני - תוריום-232 משמש אותו. במהלך פעולת הכור, הדלק חייב לעכב את זרימת הנייטרונים עתירי האנרגיה הבוקעים מהחבל. במקרה זה, תוריום-232 מתהפך לאורניום-233.
האיזוטופ שנוצר יכול לשמש כדלק לתחנות כוח גרעיניות. בתפקיד זה, הוא אינו נחות מאורניום-235 מסורתי, אך משווה לטובה עם זמן מחצית חיים קצר יותר של פסולת. יתרונות נוספים קשורים לעובדה שתוריום נפוץ יותר בקרום כדור הארץ וזול משמעותית מאורניום.
בתיאוריה, טוקאמק היברידי יכול לשמש גם להמרת פסולת ברמה גבוהה. ניתן להמיר אורניום-238 או רכיבים אחרים של דלק גרעיני מושקע לאיזוטופים אחרים, כולל. לייצור מכלולי דלק חדשים. אפשרות נוספת לשימוש במתקן היברידי היא הקמת תחנת כוח. במקרה זה, נוזל קירור חייב להסתובב בשמיכה, מה שמבטיח את העברת האנרגיה לגנרטור.
לפיכך, התכנון והיישום של כור היברידי מאפשרים לפתור מספר בעיות בבת אחת. זה יכול לשמש לייצור חשמל, כמו גם לייצור דלק גרעיני או טיפול בפסולת. מדענים יצטרכו לאשר את המציאות של פעולה כזו של הכור, כמו גם לקבוע את הביצועים האמיתיים שלו, כולל. כַּלְכָּלִי.
מטרות ונקודות מבט
פתרונות העיצוב העיקריים של הטוקאמק ועקרונות פעולתו נלמדים ומעובדים היטב. זה מאפשר לתכנן כורים חדשים ויעילים יותר, כמו גם לערוך ניסויים שמטרתם להשיג תוצאות טכניות, אנרגטיות וכלכליות אמיתיות. משימות אלו הן שניתן לפתור בעזרת התקנת המגה ההיברידית המודרנית T-15MD.
ההפעלה הפיזית של הכור החדש התרחשה, אך פעולתו המלאה ובקנה מידה מלא תתאפשר רק בשנת 2024, עם השלמת ייצור והתקנה של מערכות חדשות. המשמעות היא שכבר באמצע העשור יתקיימו ניסויים שיספקו את המידע הדרוש. זה יאפשר לקבוע את הדרכים הרווחיות ביותר לפיתוח האזור כולו, לא רק במסגרת המדע הרוסי, אלא גם בתוכנית ITER הבינלאומית.
כך, המדענים שלנו מקבלים את הציוד המדעי החדיש ביותר, ואיתו את ההזדמנות להמשיך בניסויים נועזים עם עין לעתיד. בהחלט ייתכן שהפעם יושלם מחקר חדש עם התוצאות הרצויות, שבזכותם האנושות תקבל מקור אנרגיה חדש ביסודו, ורוסיה תציג שוב את הפוטנציאל הגבוה ביותר של המדע שלה.
- ריאבוב קיריל
- "רוזטום", ממשלת הפדרציה הרוסית
מידע