|
|
|
|
|
|
Главная / Новости / Отрасли ТЭК / Специалисты ВНИИНМ и ТРИНИТИ разработали базовую версию технологического тритиевого цикла для модернизации токамака
11:34, 27 Июля 21
Атомная Россия Специалисты ВНИИНМ и ТРИНИТИ разработали базовую версию технологического тритиевого цикла для модернизации токамака  Ученые пытаются доказать научно-техническую осуществимость идеи производить термоядерную энергию в промышленных масштабах, создавая условия для синтеза тяжелых изотопов водорода — дейтерия и трития. При этом изотопы выгорают, практически не оставляя радиоактивных отходов.
Реакция синтеза идет в высокотемпературной плазме — до 150 миллионов градусов Цельсия, и удержание нестабильной плазмы — главная технологическая задача.
По оптимистичным оценкам, на единицу веса термоядерного топлива получается примерно в 10 миллионов раз больше энергии, чем при сгорании такого же количества органического топлива, и примерно в сто раз больше, чем при расщеплении ядер урана в реакторах ныне действующих АЭС. Это даст человечеству неисчерпаемый источник энергии.
При термоядерном синтезе ядра более легких элементов сливаются, образуя ядро более тяжелого. Например, превращение водорода в гелий питает звезды. Но происходящие в космосе термоядерные реакции воспроизвести на Земле невозможно.
Водород — одно из первых веществ, образовавшихся после Большого взрыва, после того как раскаленная до невероятных температур материя в виде ионизированной массы протонов, нейтронов, электронов и других элементарных частиц начала трансформироваться. Вселенная состоит на 75% из водорода, на 25% — из гелия. Ядерный синтез не только наполнил светом мир, но и позволил сформироваться тяжелым элементам.
Токамак — это тороидальная камера с магнитными катушками для удержания высокотемпературной плазмы в ловушке. Тор представляет собой трёхмерную геометрическую фигуру, напоминающую бублик, а тороид — тонкий провод, намотанный на каркас в форме тора.
В рамках реализации федерального проекта «Разработка технологий управляемого термоядерного синтеза и инновационных плазменных технологий» комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии на период до 2024 года» (РТТН) сотрудники отделения специальных неядерных материалов и изотопной продукции АО «ВНИИНМ» (входит в состав Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») совместно со специалистами АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» разработали базовую версию технологического тритиевого цикла для экспериментальной установки – модифицированного токамака с сильным полем (ТСП).
«Одна из критически важных систем инфраструктуры термоядерного реактора является технологический тритиевый цикл. Использование D-D (дейтерий-дейтерий) топливных смесей в экспериментах приводит к наработке трития. Требуется очищать отработанную плазму от трития, чтобы обеспечить работоспособность экспериментальной установки модифицированного ТСП. Эту задачу реализует технологический тритиевый цикл», - рассказал об особенностях проекта начальник лаборатории отделения физики токамаков-реакторов АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» Николай Родионов.
В рамках выполненной работы была разработана базовая технологическая схема тритиевого цикла с описанием основных стадий и используемого оборудования, а также проведен подтверждающий расчет параметров процессов. В состав цикла входят все стадии использования трития, начиная с хранения и заканчивая переработкой и концентрированием тритий-содержащих отходов. Также представлены системы по изотопному анализу газовых смесей, контролю за тритием и очистки воздуха рабочего помещения.
АО «ВНИИНМ» активно выполняет различного рода исследования и разработки в области термоядерной энергетики, но работы по созданию тритиевого цикла не проводились с начала девяностых годов. По всему миру насчитывается несколько десятков экспериментальных термоядерных установок. Однако только на установках JET (Великобритания) и TFTR (США) проводились испытания с применением дейтерий-тритиевой плазмы. Все остальные эксперименты проводились с использованием стабильных изотопов водорода. Данный факт иллюстрирует всю сложность разработки и запуска токамака с применением трития.
Важно отметить, что сегодня только использование в качестве топлива дейтерий-тритиевой смеси позволяет рассчитывать на достижение режима термоядерного горения, необходимого для создания термоядерной энергетики будущего. А еще эксперименты с тритий-содержащей смесью изотопов водорода позволяют верифицировать технологические и экономические параметры будущих термоядерных установок. Поэтому работы по созданию тритиевого технологического цикла очень важны для проводимых исследований в области термоядерного синтеза, как отечественных, так и мировых.
«В ближайшее время планируется продолжение работ, которые будут состоять в разработке эскизного проекта, а к 2024 году полной проектной документации тритиевого комплекса. Это потребует постадийной проверки всех разрабатываемых узлов. Ввиду того, что на установке будет храниться и использоваться значительное по сравнению с исследовательскими объемами количество трития, каждая стадия должна гарантировать безопасность эксплуатации. И уже к 2030 году все сделанные разработки должны воплотиться в промышленный тритиевый цикл реального токамака», – подчеркнул начальник отдела разработки технологии и оборудования для получения изотопов и изотопной продукции АО «ВНИИНМ» Александр Аникин.
Все новости за сегодня (51)
|
 В «Росэнергоатоме» наградили финалистов конкурса «Лучший начальник производственного цеха»
В заключительном этапе V дивизионального конкурса, который прошёл в Москве, приняли участие пять руководителей - победители внутренних этапов на своих атомных станциях. Всего в концерне работает около 300 руководителей цехов АЭС, порядка 150 из них приняли участие в конкурсе на первом этапе. |
|
О проекте
Размещение рекламы на портале
Баннеры и логотипы "Energyland.info" |
|
