Сегодня - 17.08.2017

Майкл Уолш (ИТЭР): «Абсолютно точно в 2025 году мы получим первую плазму»

21 июня 2016

В Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН проходит 30-е международное совещание по физике токамаков (The International Tokamak Physics Activity, ITPA), в рамках которого ИЯФ представил свои разработки для ИТЭР.

ИЯФ СО РАН разрабатывает и изготавливает для проекта элементы трех диагностик (диверторный монитор нейтронных потоков, вертикальная нейтронная камера, анализатор нейтральных атомов), четыре портплага (устройства для нейтронной защиты и размещения диагностик). Кроме того, институт участвует в создании систем электроники.
 
Павел Логачев
 
«Я хотел бы отметить самые главные элементы, созданные в ИЯФ, которые вошли в ИТЭР, — сказал директор ИЯФ СО РАН член-корреспондент РАН Павел Владимирович Логачёв. — Во-первых, методы изучения воздействия мощных потоков энергии от термоядерной плазмы на тугоплавкую поверхность реактора основаны на использовании нашего ускорительного комплекса ВЭПП-4. Он производит синхротронное излучение в виде коротких интенсивных сгустков, позволяющих изучать быстро протекающие процессы разрушения стенки реактора под воздействием мощных потоков плазмы. Следующий важный элемент, в области которого наш институт является признанным мировым лидером, — очень мощные источники атомарных пучков водорода. Фактически это — водородный ветер, дующий со скоростью выше, чем третья космическая и несущий в себе постоянную огромную мощность до 10 мегаватт, используемую для нагрева плазмы. Третий пункт обозначился буквально в прошлом году — специальные аналогово-цифровые преобразователи, позволяющие измерять параметры плазмы в термоядерном реакторе. Они обладают уникальными свойствами и по шумам, и по точности измерения, и были включены в каталог ИТЭР радиоэлектронной аппаратуры, рекомендованной к применению в реакторе».
 
Павел Логачёв отметил, что исследователи ИЯФ СО РАН занимаются также расчетом и обсуждением основных физических проблем ИТЭР, и выразил надежду, что институт примет участие в экспериментальной эксплуатации реактора. 
 
Диверторный монитор нейтронного потока
 
По словам директора Проектного центра ИТЭР (российского Агентства ИТЭР) доктора физико-математических наук  Анатолия Витальевича Красильникова, наша страна в эту установку вносит 9,09% — деньгами и оборудованием (изготавливает 25 систем для ИТЭР). На сегодняшний день Россия выполняет свои обязательства по утверждённому графику. «На прошлой неделе был совет ИТЭР, и на нём был принят график сооружения установки до 2025 года, а также расписаны основные этапы процесса. Партнёры, ответственные за них, будут отчитываться перед советом ИТЭР. Если возникнет опасность отставания, будут приняты меры для того, чтобы его ликвидировать. Такое уже практикуется: например, во время последнего совета Международная организация приняла решение, что два модуля вакуумной камеры, которые должен был делать Европейский союз, теперь будет создавать Корея (поскольку у нее получается быстрее). Это должно способствовать ускорению проекта».
 
Возможно, фронт работ увеличится и у России. «В настоящий момент Институт прикладной физики РАН (Нижний Новгород), будучи мировым лидером по части создания гиротронов, уже сделал несколько прототипов, которые полностью удовлетворяют требованиям ИТЭР. ЕС пока имеет с этим трудности, и очень вероятно, что изготовление гиротронов будет в итоге заказано в России», — говорит Анатолий Витальевич.
 
Существуют четыре ключевых области развития диагностических систем, по поводу которых сейчас идет дискуссия. Первая касается зеркал плазменно-физических установок, которые будут размещены в вакуумных камерах и обращены к высокотемпературной плазме (300 миллионов °C). «Для использования диагностических систем с максимальным КПД необходимо, чтобы эти зеркала постоянно были чисты и находились в безопасности. Здесь два ключевых аспекта. Первый: необходимо защитить их от воздействия высокотемпературной плазмы. И второй — сделать сам материал настолько прочным и устойчивым, чтобы он мог соответствовать необходимым характеристикам. Также важным моментом является разработка системы очистки», — комментирует глава ITPA, профессор Национального института квантовой и радиационной науки и техники (Япония) Ясунори Кавано.
 
Ясунори Кавано
 
Второй ключевой пункт —  разработка диагностик альфа-частиц — ядер гелия, образующихся из изотопов водорода в результате термоядерной реакции. На текущий момент не существует готовых способов  их изучения. Третье важное направление — проблема отражения от стен вакуумной камеры.  Четвертый пункт: управление плазмой, её контроль. Она в токамаке должна обладать конкретными, очень чёткими параметрами.
 
«Для диагностики функционирования плазмы в реакторе  необходимо будет получать огромное количество данных. И поскольку температура плазмы достигнет колоссальных величин, исследователям рабочих диагностических систем приходится сталкиваться с проблемой: вариантов измерений очень немного, а число параметров, которые нужно узнать — колоссальное. Поэтому в установке будет использоваться огромное количество подходов и способов диагностики. ИТЭР будет представлять собой колоссальную систему, состоящую из абсолютно различных деталей и элементов, каждый из которых восходит к каким-то своим технологиям. В то же время диагностики относятся к тому компоненту, который всю эту систему будет в какой-то степени объединять, — сказал руководитель диагностического департамента ИТЭР Майкл Уолш. — У нас есть уверенность, что по критическим системам к 2025 году мы будем обладать достаточным уровнем научного и технологического развития, который позволит нам абсолютно точно в 2025 году получить первую плазму».
 
«Наука в Сибири»
 
Фото Дианы Хомяковой
 
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (2 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus