Tokamak T-15MD. Uusia mahdollisuuksia Venäjän ja maailman tieteelle

Sisällysluettelo:

Tokamak T-15MD. Uusia mahdollisuuksia Venäjän ja maailman tieteelle
Tokamak T-15MD. Uusia mahdollisuuksia Venäjän ja maailman tieteelle

Video: Tokamak T-15MD. Uusia mahdollisuuksia Venäjän ja maailman tieteelle

Video: Tokamak T-15MD. Uusia mahdollisuuksia Venäjän ja maailman tieteelle
Video: Что может дрон Black Hornet за 195 000 долларов? 2024, Maaliskuu
Anonim
Kuva
Kuva

Kurchatov-instituutti käynnisti fyysisesti syvästi modernisoidun hybridi-ydinreaktorin T-15MD. Kokeellinen kokoonpano on tarkoitettu lupaavien teknologioiden tutkimukseen ja kehittämiseen, joita voidaan sitten käyttää kotimaisissa ja kansainvälisissä projekteissa.

Juhlallinen seremonia

NRC: n Kurchatov-instituutissa rakennetun megayksikön T-15MD lanseeraus tapahtui 18. toukokuuta. Hankkeen suuren merkityksen vuoksi lanseeraus toteutettiin osana juhlallista seremoniaa, johon osallistuivat pääministeri Mihail Mishustin, opetus- ja tiedeministeri Valery Falkov ja muut virkamiehet. Vieraiden tehtävänä oli painaa symbolista käynnistyspainiketta.

Pääministerin mukaan T-15MD-reaktori on todiste maamme korkeasta teknologisesta tasosta. Sen käynnistäminen oli valtava tapahtuma paitsi Venäjälle myös koko maailmalle. Myös M. Mishustin totesi, että uuden luotettavan ja tehokkaan energialähteen luominen edistää monien toimialojen kehitystä.

Kuva
Kuva

Kurchatov -instituutin puheenjohtaja Mihail Kovaltšuk sanoi, että venäläinen tiede kykenee tutkimaan edelleen ydinvoimaa. Tämä edellyttää tutkimus- ja tuotantopohjan nykyaikaistamista. Aiemmin maamme pystyi toteuttamaan tällaisia hankkeita ilman ulkomaista apua ja valmisti itsenäisesti kaikki tarvittavat tuotteet ja komponentit.

Kansainvälisen lämpöydinprojektin ITER johto seurasi T-15MD: n lanseerausta videolinkin kautta. Toimitusjohtaja Bernard Bigot kiitti Venäjän hallitusta ITER -yksikkömme suuresta avusta. Venäjän teollisuus puolestaan sai kiitosta yhteisessä hankkeessa toteutettujen tekniikoiden korkeasta laadusta.

Syvä modernisoinnin jälkeen

T-15-toroidinen plasman magneettinen sulkulaitos rakennettiin Kurchatov-instituuttiin 1980-luvun lopulla. Sen valmistuksessa käytettiin olemassa olevia T-10M-reaktorin malleja. Vuodesta 1988 lähtien uudella T-15-laitoksella on tehty erilaisia plasman sulkeutumiskokeita. Tuolloin Neuvostoliiton asennus oli yksi suurimmista ja tehokkaimmista maailmassa.

Kuva
Kuva

Kaikista tuon ajan vaikeuksista huolimatta säännöllistä tutkimusta tehtiin 1990-luvun puoliväliin saakka. Vuosina 1996-98. megayksikkö T-15 on uudistettu ensimmäisen kerran. Reaktorin suunnittelu saatiin päätökseen, ja myös tulevan tutkimuksen ohjelmaa muutettiin. Nyt asennusta oli tarkoitus käyttää testaamaan ratkaisuja ja ideoita, joita ehdotettiin toteutettavaksi kansainvälisessä ITER -hankkeessa.

Vuonna 2012 T-15-reaktori poistettiin tilapäisesti käytöstä perusteellisen modernisoinnin suunnitelmien vuoksi. Osana tätä hanketta tokamakin piti saada uusi sähkömagneettinen järjestelmä, uusi tyhjiökammio jne. Lisääntynyt energiantarve täytettiin uudella virtalähdejärjestelmällä. Itse asiassa kyse oli olemassa olevan laitoksen radikaalista uudelleenjärjestelystä ja kaikkien keskeisten järjestelmien korvaamisesta.

Reaktorin tärkein modernisointi T-15MD-hankkeen puitteissa saatiin päätökseen viime vuonna, minkä jälkeen käyttöönotto aloitettiin. Äskettäin päivitysprosessi saatiin onnistuneesti päätökseen - ja fyysinen käynnistys tapahtui. Samaan aikaan tieteellisen ja teknisen perustan kehittämisprosessi ei pysähdy. Huhtikuussa kävi ilmi, että vuosina 2021-24. olemassa olevaa tokamakia täydennetään uusilla järjestelmillä eri tarkoituksiin.

Kuva
Kuva

Nämä toimenpiteet auttavat muokkaamaan T-15MD mega-asennuksen lopullista ulkoasua ja saamaan kaikki tarvittavat ominaisuudet. Täysi käyttöönotto, joka mahdollistaa kaikki tarvittavat kokeet, tapahtuu vuonna 2024.

Uusia periaatteita

Modernisoinnin aikana T-15MD-reaktori sai useita uusia järjestelmiä, mutta sen yleinen arkkitehtuuri ja toimintaperiaatteet eivät muuttuneet perusteellisesti. Kuten aikaisemmin, tokamakin on luotava ja ylläpidettävä plasmakuitu filamenttia käyttäen magneettikenttää. Reaktori muodostaa filamentin, jonka kuvasuhde on 2, 2 ja plasmavirta 2 MA magneettikentässä 2 T. Jatkuva toiminta - jopa 30 s.

Nykyaikaistaminen 2021-24 tapahtuu kahdessa vaiheessa. Osana ensimmäistä T-15MD-laitteeseen asennetaan kolme nopean atomin injektoria, joiden kokonaisteho on 6 MW ja viisi 5 MW: n gyrotronia. Sitten otetaan käyttöön matalamman hybridilämmityksen ja plasmavirran ylläpitojärjestelmä sekä ionisyklotronilämmitysjärjestelmä, jonka kapasiteetti on 4 ja 6 MW.

Kuva
Kuva

Modernisoinnin seurauksena reaktorista tuli hybridi. Erityisissä osastoissa ns. peittoa ehdotetaan ydinpolttoaineen sijoittamiseen - torium -232: ta käytetään sellaisenaan. Reaktorin käytön aikana polttoaineen on viivästettävä johdosta lähtevää suurienergistä neutronivirtaa. Tässä tapauksessa torium-232 muutetaan uraaniksi-233: ksi.

Tuloksena olevaa isotooppia voidaan käyttää ydinvoimalaitosten polttoaineena. Tässä roolissa se ei ole huonompi kuin perinteinen uraani-235, mutta se on edullisempi kuin jätteiden puoliintumisaika. Lisäetuja liittyy siihen tosiseikkaan, että toriumia esiintyy enemmän maankuorissa ja se on huomattavasti halvempaa kuin uraani.

Teoriassa hybridi tokamakkia voidaan käyttää myös korkean tason jätteen muuntamiseen. Uraani-238 tai muut käytetyn ydinpolttoaineen komponentit voidaan muuntaa muiksi isotoopeiksi, mm. uusien polttoainenippujen valmistukseen. Toinen hybridilaitoksen käyttötapa on voimalaitoksen rakentaminen. Tällöin huopassa on kierrätettävä jäähdytysnestettä, joka varmistaa energian siirtymisen generaattoriin.

Tokamak T-15MD. Uusia mahdollisuuksia Venäjän ja maailman tieteelle
Tokamak T-15MD. Uusia mahdollisuuksia Venäjän ja maailman tieteelle

Siten hybridireaktorin kehitetty ja toteutettu ulkonäkö mahdollistaa useiden ongelmien ratkaisemisen kerralla. Sitä voidaan käyttää sähköntuotantoon sekä ydinpolttoaineen vapauttamiseen tai jätteiden käsittelyyn. Tutkijoiden on vahvistettava reaktorin tällaisen toiminnan todellisuus sekä määritettävä sen todellinen suorituskyky, ml. taloudellinen.

Tavoitteet ja näkökulmat

Tokamakin tärkeimmät suunnitteluratkaisut ja sen toimintaperiaatteet on tutkittu ja kehitetty hyvin. Tämä mahdollistaa uusien, tehokkaampien reaktorien suunnittelun sekä kokeiden suorittamisen todellisten teknisten, energia- ja taloudellisten tulosten saavuttamiseksi. Nämä ovat tehtäviä, jotka voidaan ratkaista modernisoidun hybridi-mega-asennuksen T-15MD avulla.

Uuden reaktorin fyysinen käynnistys on tapahtunut, mutta sen täysimittainen ja täysimittainen toiminta tulee mahdolliseksi vasta vuonna 2024, kun uusien järjestelmien valmistus ja asennus on saatu päätökseen. Tämä tarkoittaa sitä, että vuosikymmenen puolivälissä tehdään kokeita, jotka antavat tarvittavat tiedot. Sen avulla voidaan määrittää kannattavimmat tavat kehittää koko suuntaa, ei vain Venäjän tieteen puitteissa, vaan myös kansainvälisessä ITER -ohjelmassa.

Siten tutkijamme saavat uusimman tieteellisen laitteiston ja samalla mahdollisuuden jatkaa rohkeita kokeiluja tulevaisuutta silmällä pitäen. On täysin mahdollista, että tällä kertaa uusi tutkimus päättyy toivottuihin tuloksiin, joiden ansiosta ihmiskunta saa pohjimmiltaan uuden energialähteen ja Venäjä osoittaa jälleen tieteensä suurimman potentiaalin.

Suositeltava: