Viện Kurchatov đã thực hiện vụ phóng vật lý lò phản ứng nhiệt hạch lai hiện đại hóa sâu T-15MD. Thiết lập thử nghiệm nhằm mục đích nghiên cứu và phát triển các công nghệ có triển vọng, sau đó có thể được sử dụng trong các dự án trong nước và quốc tế.
Lễ trọng
Lễ ra mắt siêu đơn vị T-15MD, được chế tạo tại "Viện Kurchatov" của NRC, diễn ra vào ngày 18 tháng 5. Với tầm quan trọng cao của dự án này, việc khởi động được thực hiện như một phần của buổi lễ trọng thể với sự tham dự của Thủ tướng Mikhail Mishustin, Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Khoa học Valery Falkov và các quan chức khác. Các khách mời được giao việc nhấn nút khởi động tượng trưng.
Theo Thủ tướng, lò phản ứng T-15MD là bằng chứng về trình độ công nghệ cao của nước ta. Sự kiện ra mắt của nó là một sự kiện lớn không chỉ đối với Nga mà còn đối với toàn thế giới. M. Mishustin cũng lưu ý rằng việc tạo ra một nguồn năng lượng mới đáng tin cậy và mạnh mẽ sẽ góp phần vào sự phát triển hơn nữa của nhiều ngành công nghiệp.
Chủ tịch Viện Kurchatov Mikhail Kovalchuk cho rằng khoa học Nga có khả năng nghiên cứu sâu hơn về năng lượng nhiệt hạt nhân. Điều này đòi hỏi phải hiện đại hóa cơ sở nghiên cứu và sản xuất. Trước đây, nước ta có thể thực hiện các dự án như vậy mà không cần sự hỗ trợ của nước ngoài, tự sản xuất tất cả các sản phẩm và linh kiện cần thiết.
Ban lãnh đạo của dự án nhiệt hạch quốc tế ITER đã xem vụ phóng T-15MD qua đường dẫn video. Giám đốc điều hành Bernard Bigot cảm ơn chính phủ Nga vì sự giúp đỡ to lớn từ đơn vị ITER của chúng tôi. Đến lượt mình, ngành công nghiệp Nga đã nhận được sự biết ơn về chất lượng cao của các công nghệ được thực hiện trong dự án chung.
Sau khi hiện đại hóa sâu
Cơ sở giam giữ từ trường plasma hình xuyến T-15 được xây dựng tại Viện Kurchatov vào cuối những năm 1980. Trong quá trình sản xuất, các thiết kế hiện có của lò phản ứng T-10M đã được sử dụng. Kể từ năm 1988, nhiều thí nghiệm giam giữ plasma khác nhau đã được thực hiện trên cơ sở T-15 mới. Vào thời điểm đó, cơ sở lắp đặt của Liên Xô là một trong những cơ sở lớn nhất và mạnh nhất trên thế giới.
Bất chấp tất cả những khó khăn của thời kỳ đó, nghiên cứu thường xuyên được thực hiện cho đến giữa những năm chín mươi. Năm 1996-98. siêu đơn vị T-15 đã trải qua quá trình hiện đại hóa đầu tiên. Thiết kế của lò phản ứng đã được hoàn thiện và chương trình nghiên cứu trong tương lai cũng được điều chỉnh. Giờ đây, việc lắp đặt đã được lên kế hoạch sử dụng để kiểm tra các giải pháp và ý tưởng được đề xuất để thực hiện trong dự án quốc tế ITER.
Năm 2012, lò phản ứng T-15 tạm thời ngừng hoạt động do có kế hoạch hiện đại hóa sâu. Là một phần của dự án này, tokamak được cho là sẽ nhận được một hệ thống điện từ mới, một buồng chân không mới, v.v. Các yêu cầu năng lượng tăng lên phải được đáp ứng bởi một hệ thống cung cấp điện mới. Trên thực tế, đó là về việc tái cấu trúc triệt để hệ thống lắp đặt hiện tại với việc thay thế tất cả các hệ thống quan trọng.
Quá trình hiện đại hóa chính của lò phản ứng trong khuôn khổ dự án T-15MD đã được hoàn thành vào năm ngoái, sau đó công việc vận hành bắt đầu. Gần đây, quá trình cập nhật đã hoàn tất thành công - và một đợt khởi chạy thực tế đã diễn ra. Đồng thời, quá trình phát triển của cơ sở khoa học kỹ thuật không ngừng. Vào tháng 4, người ta biết rằng vào năm 2021-24. tokamak hiện tại sẽ được bổ sung với các hệ thống mới cho các mục đích khác nhau.
Các biện pháp này sẽ giúp định hình diện mạo cuối cùng của hệ thống lắp đặt siêu lớn T-15MD và có được tất cả các khả năng cần thiết. Việc chạy thử toàn bộ, cho phép thực hiện tất cả các thí nghiệm cần thiết, sẽ diễn ra vào năm 2024.
Nguyên tắc mới
Trong quá trình hiện đại hóa, lò phản ứng T-15MD đã nhận được một số hệ thống mới, nhưng kiến trúc chung và nguyên lý hoạt động của nó không có những thay đổi cơ bản. Như trước đây, tokamak phải tạo và duy trì một dây tóc plasma bằng cách sử dụng từ trường. Lò phản ứng tạo thành một dây tóc với tỷ lệ khung hình là 2, 2 và dòng điện plasma là 2 MA trong từ trường 2 T. Thời gian hoạt động liên tục - lên đến 30 s.
Hiện đại hóa 2021-24 sẽ diễn ra trong hai giai đoạn. Là một phần của đầu tiên, ba kim phun nguyên tử nhanh với tổng công suất 6 MW và năm con quay hồi chuyển 5 MW sẽ được lắp đặt trên T-15MD. Sau đó, một hệ thống sưởi ấm hỗn hợp thấp hơn và duy trì dòng điện plasma, cũng như hệ thống sưởi ấm ion-cyclotron với công suất tương ứng là 4 và 6 MW, sẽ được giới thiệu.
Kết quả của việc hiện đại hóa, lò phản ứng đã trở thành lò phản ứng lai. Trong các ngăn đặc biệt trong cái gọi là. tấm chăn được đề xuất để đặt nhiên liệu hạt nhân - thorium-232 được sử dụng như nó. Trong quá trình hoạt động của lò phản ứng, nhiên liệu phải trì hoãn thông lượng neutron năng lượng cao phát ra từ dây. Trong trường hợp này, thorium-232 được chuyển thành uranium-233.
Đồng vị thu được có thể được sử dụng làm nhiên liệu cho các nhà máy điện hạt nhân. Ở vai trò này, nó không thua kém uranium-235 truyền thống, nhưng nó có lợi hơn so với chu kỳ bán rã ngắn hơn của chất thải. Các lợi thế khác liên quan đến thực tế là thori có nhiều hơn trong vỏ trái đất và rẻ hơn đáng kể so với uranium.
Về lý thuyết, một tokamak lai cũng có thể được sử dụng để chuyển hóa chất thải cấp cao. Uranium-238 hoặc các thành phần khác của nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng có thể được chuyển đổi thành các đồng vị khác, bao gồm cả. để sản xuất các cụm nhiên liệu mới. Một trường hợp sử dụng khác cho một nhà máy lai là xây dựng một nhà máy điện. Trong trường hợp này, chất làm mát phải lưu thông trong chăn, đảm bảo truyền năng lượng cho máy phát điện.
Do đó, sự xuất hiện được phát triển và triển khai của lò phản ứng lai cho phép giải quyết một số vấn đề cùng một lúc. Nó có thể được sử dụng để sản xuất điện, cũng như để giải phóng nhiên liệu hạt nhân hoặc xử lý chất thải. Các nhà khoa học phải xác nhận thực tế của hoạt động như vậy của lò phản ứng, cũng như xác định hiệu suất thực sự của nó, bao gồm cả. thuộc kinh tế.
Mục tiêu và quan điểm
Các giải pháp thiết kế chính của tokamak và các nguyên tắc hoạt động của nó đã được nghiên cứu và nghiên cứu kỹ lưỡng. Điều này cho phép thiết kế các lò phản ứng mới, hiệu quả hơn, cũng như tiến hành các thí nghiệm nhằm thu được các kết quả kỹ thuật, năng lượng và kinh tế thực sự. Đây là những nhiệm vụ có thể được giải quyết với sự trợ giúp của hệ thống lắp đặt siêu lớn lai hiện đại T-15MD.
Quá trình khởi động thực tế của lò phản ứng mới đã diễn ra, nhưng hoạt động chính thức và quy mô đầy đủ của nó sẽ chỉ có thể thực hiện được vào năm 2024, khi việc chế tạo và lắp đặt các hệ thống mới hoàn thành. Điều này có nghĩa là vào giữa thập kỷ này sẽ có những thí nghiệm cung cấp thông tin cần thiết. Nó sẽ giúp xác định những cách thức có lợi nhất để phát triển toàn bộ hướng, và không chỉ trong khuôn khổ khoa học Nga, mà còn trong chương trình quốc tế ITER.
Nhờ đó, các nhà khoa học của chúng ta nhận được những thiết bị khoa học hiện đại nhất và cùng với đó là cơ hội để tiếp tục những thí nghiệm táo bạo hướng tới tương lai. Rất có thể lần này nghiên cứu mới sẽ kết thúc với kết quả như mong muốn, nhờ đó nhân loại sẽ nhận được một nguồn năng lượng mới về cơ bản, và Nga sẽ một lần nữa thể hiện tiềm năng khoa học cao nhất của mình.
