Главная / Новости / Отрасли ТЭК / В ядерном университете «МИФИ» создан первый учебно-демонстрационный токамак.

Новости


13:42, 31 Августа 21
Атомная Россия Центральный ФО
В ядерном университете «МИФИ» создан первый учебно-демонстрационный токамак.

В ядерном университете «МИФИ» создан первый учебно-демонстрационный токамак. В настоящее время токамак «Мифист-0», предназначенный для исследований и подготовки специалистов в области термоядерного синтеза, активно используется в учебно-исследовательском процессе НИЯУ МИФИ.

Об этом проекте рассказал его руководитель, старший научный сотрудник Института лазерных и плазменных технологий (ЛаПлаз) МИФИ Степан Крат.  
 
— На текущий момент на токамаке «Мифист-0» получена СВЧ предплазма — это плазма, создаваемая сверхвысокочастотным излучением. Она необходима для облегчения дальнейшего пробоя и создания уже, собственно, плазменного шнура в токамаке. Получено тороидальное магнитное поле в 0,8 Тесла — это одна из основных характеристик токамака как электрофизической установки. Сейчас ведутся инженерные работы, в результате которых к концу сентября ожидаются первые результаты по получению плазменного шнура и созданию тока плазмы.
 
В токамаке рождается плазма, которая в условиях сильного магнитного поля приобретает форму тороидального шнура. Чтобы плазма не «выхлестнулась» на стенку токамака, необходимо управлять положением шнура и удерживать в течение некоторого количества времени, увеличение которого является одной из целей работы любого токамака. Шнур может быстро менять свое положение, поэтому его контроль является важнейшей задачей. Этому и посвящены эксперименты сотрудников, аспирантов и студентов Института ЛаПлаза НИЯУ МИФИ. Создание установки «Мифист-0» — это уникальный опыт, благодаря которому можно достичь серьезных исследовательских результатов. Токамак создавался с участием студентов и аспирантов.
 
Степан Крат подчеркнул, что уже прошла первая защита дипломов по результатам работы на учебно-демонстрационной установке.
 
— В 2021 году три наших студента защитили свои дипломы, проводя научные исследования на установке токамак «МИФИСТ-0». Работа Егора Винницкого была связана с тороидальными катушками и оптимизацией их работы. Егору удалось с помощью математических расчетов смоделировать оптимальную геометрию катушек. Научная работа Станислава Ганина была посвящена оптимизации магнитного поля центрального индуктора и расчетам параметров питания тороидальной катушки. Было проведено более 200 экспериментов, чтобы определить нужное количество витков для получения оптимальной геометрии магнитного поля. Даниил Уласевич проводил исследования, направленные на оптимизацию магнитных полей в катушках полоидального магнитного поля. Хочу подчеркнуть важный момент — эти научные результаты уже реализованы на практике.
 
— Крупнейший токамак-реактор ITER сейчас строится усилиями нескольких стран, включая Россию, на юге Франции. На ITER должна быть получена самоподдерживающаяся термоядерная реакция. А в чем задача токамака «Мифиста-0»?
 
— В отличие от крупных установок, таких как Т15-МД в Курчатовском институте, проектируемый сейчас токамак с реакторными технологиями ТРТ, который должен быть построен в ТРИНИТИ в 2028-2030 гг. в рамках программы РТТН, и даже токамак «Глобус-М2», функционирующий в Санкт-Петербурге, наша установка компактнее и проще в управлении. При этом она сохраняет большую часть исследовательского потенциала. Мы не пытаемся конкурировать с крупными установками, мы другая часть экосистемы. В Институте ЛаПлаз на токамаке мы предполагаем заниматься и обучением студентов: например, на «Мифист-0» будут проводиться лабораторные работы. А крупные токамаки не предназначены для образовательного процесса, тем более на младших курсах. Чем больше установка, тем больше на ней работает людей и тем сложнее организовано обслуживание,  приходится планировать на большее время вперёд, поэтому в ней меньше гибкости. Условно, если мы захотим что-то поменять или поместить в камеру нашего токамака для проведения эксперимента — это вопрос недели. И мы можем это сделать практически в любой момент. Мы компактные, мы мобильные. Возможно даже заменить нашу камеру, просто с нуля сделать новую. Поэтому конкурентным преимуществом нашего токамака является его простота, сравнительно небольшие размеры и возможность привлечь студентов к творчеству в области термоядерных исследований. Это прежде всего учебная установка. Мы не работаем с тяжёлыми изотопами водорода. Мы изучаем физику плазмы, используя обычный водород.
 
— Получается, что «Мифист-0» не имеет отношения к тяжелым изотопам. Тогда что же такое «термояд»?
 
— «Термояд» в рамках нашего токамака — это изучение свойств горячей плазмы и её взаимодействия со стенкой.  Энергетического выхода при использовании протия ожидать невозможно. Но и риски, связанные с радиацией, в отличие от других токамаков, отсутствуют. Таким образом наши студенты смогут безопасно познакомиться с физикой горячей плазмы.
 
— Есть ли будущее у термояда? Вы готовы поспорить с Илоном Маском, который его отрицает и говорит о технологиях безопасности атомных реакторов?
 
— Да, конечно. Илона Маска, конечно, можно уважать. Он отличный менеджер высшего звена, цель которого — привлечение финансирования и высокий уровень организации работы. Но с точки зрения ученого и инженера он во многом ошибается. Его больше волнует проблема будущего энергетического кризиса на планете, и поэтому он говорит о совершенствовании ядерной энергетики на фоне продвижения идей «зеленой» энергетики для сокращения выбросов оксидов углерода в атмосферу.
 
Илон Маск все же отмечает, что природа владеет этим источником энергии в совершенстве. Природный термоядерный реактор — это звезда. Например, солнце. Правда, мы используем крайне незначительную часть этой энергии, попадающую на Землю в виде солнечного света. Конечно, есть фантастические проекты использования термоядерной энергии звезд, например, сфера Дайсона, но  эта задача пока нерешаемая.
 
— Какие варианты по производству «зеленой» энергии у нас есть сейчас?
 
— Во-первых, у нас есть солнечная энергетика. Теоретически возможно ее широкомасштабное использование. Но для того, чтобы обеспечить всю планету солнечной энергией, необходимы сверхпроводящие линии передачи от областей получения энергии до потребителя. А технологии сверхпроводников ещё не отработаны в нужном масштабе. Термояд, я думаю, мы сделаем раньше, чем сделаем сверхпроводящие линии по всей планете. Второй вариант — атомная энергия. Но существуют проблемы с атомными отходами и экологией. А если уж мы спорим с Илоном Маском об освоении солнечной системы, добыче руды на астероидах, или, тем паче, каких-то полётов к звездам, то там у нас выбора, кроме термояда, нет. Как минимум термоядерное топливо легче, чем атомное топливо по весу. Ещё Илон Маск забывает об одной частице, для создания которых термояд необходим - это нейтрон.
 
— Существует концепция, которая продвигается Курчатовским институтом и которая объединяет лучшее из классических ядерных технологий  и термоядерного синтеза. Это концепция гибридных реакторов, которые сразу решают проблему атомных отходов и делают атомную энергетику безопасной. Мы обкладываем стенку термоядерного реактора, например, отработанным ядерным топливом и зажигаем внутри реактора плазму, которая начинает давать выход нейтронов. Они взаимодействуют с обкладкой и за счет этого реакция деления ядерных отходов ускоряется. При этом получается и полезный выход из обкладки. Таким образом, мы дожигаем ядерные отходы до безопасного уровня, тем самым намного увеличивая коэффициент использования ядерного топлива.
 
Получается, что в будущем генерировать энергию будут либо термоядерные, либо гибридные реакторы. Но как далеко до этого будущего? Например, Маск говорит, что обещанные «через 20 лет» будут всегда.
 
— Да, константа в 20 лет существует. Термояд — это один из самых сложных проектов человечества за всю его историю. Проблем в научных и особенно инженерных решениях очень много. Думаю, что срок в 20 лет до промышленной станции действительно реалистичен. За разработку промышленной термоядерной станции активно взялся Китай. Но важно и другое: благодаря небольшим исследовательским установкам, как токамак «Мифист-0», на которых можно производить нестандартные исследования, возможны открытия в ближайшее время. Например, согласно разработанной концепции Леонида Еремеевича Захарова (это ведущий ученый, сотрудник нашей кафедры, который работал у нас в рамках мега-гранта), если сделать определённым образом стенку, то уже на существующих токамаках, которые были построены в 70-е годы прошлого века, можно будет получать положительный выход энергии. Это, например, JET- Британский токамак - самый крупный из действующих в мире. Испытать на нем решение сходу невозможно, потому что это достаточно нетривиальная концепция. Однако, если проверить идею у нас в МИФИ, и она подтвердится, появится основание для дальнейших исследований в том же Курчатовском институте на установке Т-15МД. А от нее недалеко и до британского JET. Наша установка позволяет пойти непроторенным путём, заняться поиском вдали от классического понимания термояда. Поэтому есть вероятность нащупать что-то новое. Так что начало большого успеха в термоядерной энергетике, возможно, находится в МИФИ.
 
— Сможет ли НИЯУ «МИФИ» тиражировать «Мифист-0» как экспериментальную установку в другие университеты и научные кластеры страны, занимающиеся термоядерной энергией? Допускаете ли то, что спустя некоторое время эти технологии в уменьшенных масштабах перейдут на уровень школ?
 
— По поводу масштабирования установки — это технологически болезненный вопрос. Почему ITER — большая, огромная установка? Потому что современная физика говорит, что токамаки промышленные должны быть большими. Однако, если говорить об учебных токамаках, то разговор о том, чтобы сделать такой же для «СИРИУСА», был. Мы, МИФИ, идём в правильном направлении и ведём за собой остальных. Так что если и создадут токамак для школьников, то его создадут в нашем Институте ЛаПлаз.
 
— Природа владеет термоядерной энергией, а зачем человеку термояд?
 
— Для сохранения цивилизации и её экспансии к звёздам. Для обеспечения бесконечно восходящей дороги в будущее.
 
— Тогда расскажите, каким вы видите это будущее.
 
— «В глубине Великого кристалла» Владислава Крапивина — моя любимая книга. Мои студенты уже не знают, кто такой Командор, и это очень грустно. Они даже «Понедельник начинается в субботу» братьев Стругацких не читали. Мне приходится им просто выдавать книги. Я мечтаю работать в Научно-исследовательском институте Чародейства и Волшебства. Собственно, я работаю в НИИЧАВО, если на то пошло. Спасаю человечество от будущего энергетического голода и работаю в «отделе линейного счастья». Электроэнергия — топливо цивилизации. Если обеспечивать человечество достаточно дешёвой, а лучше бесплатной электроэнергией, то цивилизация может развиваться и жизнь может становиться лучше. Мне очень хочется в это верить. Моё видение будущего — это созидательное развитие человечества, технологическое развитие цивилизации для блага людей-творцов.


Все новости за сегодня (51)
18:14, 25 Декабря 24

«ОТСК» помогает восстанавливать коммунальную инфраструктуру Донецкой Народной Республики

дальше..
16:46, 25 Декабря 24

Ученые Перми и Москвы изучили возможности и сроки службы волоконных световодов в медном покрытии

дальше..
14:59, 25 Декабря 24

Импортное оборудование на Зарамагской ГЭС-1 заменено на российское

дальше..
14:51, 25 Декабря 24

«Росатом» выстроил национальную систему обращения с отходами I и II классов

дальше..
14:48, 25 Декабря 24

Энергосистема Хабаровского края прошла исторический максимум потребления электрической мощности

дальше..
14:46, 25 Декабря 24

«Газпром» утвердил инвестиционную программу и бюджет на 2025 год

дальше..
14:42, 25 Декабря 24

Утвержден национальный стандарт по использованию информационной модели для расчета установившегося режима и токов короткого замыкания

дальше..
14:40, 25 Декабря 24

«Росатом» запустил в опытно-промышленную эксплуатацию завод по производству ядерного топлива для инновационного реактора БРЕСТ-ОД-300

дальше..
14:34, 25 Декабря 24

Волжская ГЭС ввела в работу гидроагрегат №14 после капремонта

дальше..
14:32, 25 Декабря 24

Вячеслав Торсунов возглавил «Россети Северо-Запад»

дальше..
12:47, 25 Декабря 24

Губкинская ТЭЦ за 70 лет выработала 4,8 млрд кВт*ч электроэнергии

дальше..
11:06, 25 Декабря 24

Цифровая система мониторинга запасов устойчивости повысит эффективность энергосистемы Санкт-Петербурга и Ленинградской области

дальше..
10:45, 25 Декабря 24

МЭС Центра оснастят подстанцию «Сасово» в Рязанской области современным элегазовым оборудованием

дальше..
10:39, 25 Декабря 24

«Т Плюс» актуализирует схему теплоснабжения Саранска

дальше..
10:33, 25 Декабря 24

«Оренбургэнерго» установило 1359 птицезащитных устройств на воздушных ЛЭП напряжением 6-110 кВ

дальше..
10:28, 25 Декабря 24

МЭС Северо-Запада отремонтировали более 30 магистральных ЛЭП в Карелии и Мурманской области

дальше..
10:23, 25 Декабря 24

«Транснефть» создала базу флота в Татарстане

дальше..
10:18, 25 Декабря 24

«Россети Юг» предоставили 71,5 МВт мощности новым потребителям в Астраханской области

дальше..
10:15, 25 Декабря 24

В МЭИ открыли лабораторию сварки при поддержке «Мосэнерго»

дальше..
10:11, 25 Декабря 24

Богучанская ГЭС содействует формированию комфортной городской среды Кодинска

дальше..
08:32, 25 Декабря 24

«Квадра» построила теплосети для жилого комплекса в Белгороде

дальше..
08:08, 25 Декабря 24

«Астраханьэнерго» увеличило мощность подстанции «Началово» до 32 МВА

дальше..
08:04, 25 Декабря 24

Оборудование ЧЭАЗ для атомного ледокола «Ленинград» освидетельствовано Российским морским регистром судоходства

дальше..
07:53, 25 Декабря 24

«Транснефть – Дальний Восток» возобновила прием нефти на железнодорожной станции «Грузовая» для экспорта через порт Козьмино

дальше..
07:47, 25 Декабря 24

В информационном центре Ростовской АЭС открылась выставка картин волгодонских художников

дальше..
07:43, 25 Декабря 24

Сургутская ГРЭС-2 завершила годовую ремонтную программу

дальше..
07:34, 25 Декабря 24

Народный музей в Коломне пополнил коллекцию новым экспонатом

дальше..
07:22, 25 Декабря 24

«Роснефть» поддержала в Удмуртии образовательный проект для детей о белых медведях

дальше..
07:19, 25 Декабря 24

«Газпром газораспределение Белгород» газифицировал домовладения для социально незащищенных категорий граждан

дальше..
07:05, 25 Декабря 24

На Сахалине реконструирована ЛЭП «Новоалександровская - Санаторная»

дальше..
07:01, 25 Декабря 24

Лыжная база школы олимпийского резерва в Тверской области переведена на газовое отопление

дальше..
06:42, 25 Декабря 24

«Россети Кубань» обсудили с жителями станицы Раевской планы развития электросетевой инфраструктуры

дальше..
06:39, 25 Декабря 24

«Росэлектроника» поставит МЧС мобильные узлы связи и комплексы информирования населения

дальше..
06:34, 25 Декабря 24

В Республике Коми сетевой газ пришел в поселок Поляна

дальше..
06:18, 25 Декабря 24

ЕС расходует газ из хранилищ рекордными темпами с начала энергетического кризиса

дальше..
06:14, 25 Декабря 24

«Газпром трансгаз Краснодар» помогает ликвидировать последствия разлива мазута в Черном море и на побережье

дальше..
06:08, 25 Декабря 24

В Санкт-Петербурге получили новое освещение 133 детские и спортивные площадки

дальше..
06:05, 25 Декабря 24

В Приморском районе Архангельской области создана техническая возможность газификации трех деревень

дальше..
05:59, 25 Декабря 24

«Россети Ленэнерго» установили дополнительный силовой трансформатор на подстанции «Касимово»

дальше..
05:54, 25 Декабря 24

Дальний Восток, Республика Коми и Архангельская область включены в ценовые зоны оптового рынка электроэнергии и мощности

дальше..
05:49, 25 Декабря 24

«Россети Северный Кавказ» повысили надежность электроснабжения более 26 тысяч жителей Сергокалинского района Дагестана

дальше..
05:43, 25 Декабря 24

В городе Велиж Смоленской области подключены к сетевому газоснабжению две новые котельные

дальше..
05:38, 25 Декабря 24

Доля ТЭС в структуре выработки электроэнергии в Сибири превышает 62%

дальше..
05:33, 25 Декабря 24

«Росатом» освоил технологию изготовления перспективного медицинского изотопа тербий-161

дальше..
05:28, 25 Декабря 24

«Мособлэнерго» капитально отремонтировало более 350 км ЛЭП в Подмосковье

дальше..
05:21, 25 Декабря 24

Минэнерго России продлило «Россети Северный Кавказ» статус гарантирующего поставщика в Ингушетии

дальше..
05:19, 25 Декабря 24

В селе Красинское Ивановской области газифицирован храм XVIII века

дальше..
05:15, 25 Декабря 24

«Росатом» поставил в Турцию распределительное оборудование для АЭС «Аккую»

дальше..
04:52, 25 Декабря 24

Камская ГЭС подарила больнице Архангела Михаила медицинское оборудование

дальше..
04:49, 25 Декабря 24

Северская ТЭЦ в Томской области ввела в работу новый котлоагрегат

дальше..
04:45, 25 Декабря 24

При поддержке компании «Газпром недра» прошла XIII Тюменская геологическая олимпиада

дальше..
 

Поздравляем!
Ивановской ТЭЦ-3 исполняется 50 лет

31 декабря 2024 года Ивановская ТЭЦ-3, входящая в состав Владимирского филиала ПАО «Т Плюс», отметит полувековой юбилей. Сейчас это самая мощная станция областного центра, которая обеспечивает тепловой и электрической энергией юго-западную часть города Иваново, город Кохма и часть Ивановского района.



О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика