• Авторизация
Дневник eco-pravda Лента друзей - Дневник - Полная версия


В 20 раз горячее, чем на солнце 13-02-2017 17:00 к комментариям - к полной версии - понравилось!


 
Строительство международного экспериментального термоядерного реактора во Франции
 
Излучение небольшого прибора магнетрона внутри обычной микроволновой печи позволяет разогреть еду всего за несколько минут. Эта установка может испарить стакан воды всего за тысячные доли секунды, но ученым такие возможности нужны совершенно для других целей – разогреть плазму до температуры, которую не встретишь во всей солнечной системе. Вот задача гиротрона. Именно такой гиротрон создается в Нижнем Новгороде специально для международного термоядерного проекта ИТЭР.
 
[показать]Одна из задач, которая стоит перед учеными, показать, что управляемый термоядерный синтез возможен, а также, что КПД реактора, который рассчитали в теории, после запуска в 2025 подтвердится на практике. Другими словами, получить на выходе больше энергии, нежели было затрачено на ядерное зажигание. ИТЭР строят в Кадараше на юге Франции, недалеко от Марселя, как говорится, «всем миром»: Евросоюз, Россия, Индия, Китай, Южная Корея, США и Япония. Всего 35 стран.
БЕРНАР БИГО (Генеральный директор ИТЭР):
«Конечно, данный проект можно сравнить с МКС. Но существует принципиальная разница. Если проект МКС потерпит неудачу, это никак не повлияет на судьбу человечества. Если неудачей завершится наш проект, то человечеству придется решать трудную задачу по энергоснабжению в долгосрочной перспективе».
Европейцы вносят 45% от стоимости проекта, остальные участники – по 9%. Подсчет ведется в специальных единицах, которым не страшны колебания курсов валют. Например, стройка реактора – 3578 единиц. Это примерно 20 млрд евро. Но главный вклад со всего мира в ИТЭР – технологический. Центральный соленоид из США, секции криостатов из Индии, полоидальные катушки и сверхпроводники из России, криогенные насосы из Франции и Германии. Все это позволит создать уникальный термоядерный реактор.
АЛЕКСЕЙ ЛИХАЧЕВ (Генеральный директор ГК «Росатом»):
[показать]     «Использование энергии термоядерного синтеза – это совсем передний край науки.  Вместе с Курчатовским институтом здесь большие заделы. Все это предмет работы  наших институтов, включенных в контур «Росатома», взаимодействия с нашими  партнерами, институтами Академии наук, не только фундаментальными, но и  прикладными. Принимаем в учет не только тенденции в российской промышленности,  экономики, но и те мировые вызовы, которые сегодня существуют».
   Идея ИТЭР оказалась возможной благодаря разработкам советских ученых. В 50-х годах  прошлого века в СССР построили первый в мире Токамак. Это термин придумал советский  физик Игорь Головин, заместитель Курчатова.
   Что такое тороидальная? Это название формы. Если проще, то бублик. Именно в камере такой формы академики Сахаров и Тамм предложили с помощью магнитного поля удержать плазму. Первый этаж токамака, где появится земное солнце, практически построен. Сравнение не ради красоты. В центральной части звезды, ядре, при температуре 15 млн градусов происходит так называемый протон-протонный цикл. Водород превращается в гелий-4, выделяется огромное количество энергии. Чтобы в земных условиях начался синтез, вещество нужно нагреть до огромных температур, до 300 млн градусов, в 20 раз горячее, чем на солнце. Для этого и понадобится гиротрон. Первый гиротрон мощностью всего несколько ватт изобрели здесь, в Нижнем Новгороде, и с тех пор 2/3 токамаков, а всего в мире их около 300, оснащены российскими установками. Когда же удалось увеличить мощность генератора до 1 Мегаватта и 1000 секунд непрерывного действия, этого оказалось достаточно для использования в международном проекте.
 Всего для ИТЭР нужно 24 таких гиротрона, 8 из них делают в России. Волновод создает электронный пучок, его закручивают электронным полем, электроны отдают свою энергию. Частота излучения будет такой же, как у электронов в плазме, 170 ГГц. Вот они и получат эту энергию. Электронный пучок, проходя через резонатор гиротрона, начинает отдавать свою энергию электромагнитной волне. Как говорят специалисты, они научились выводить такую энергию через материал алмаз. Окно гиротрона дороже золота. В роли стекла алмаз. В руках академика Литвака алмазный диск стоимостью примерно 40 тыс евро. Такой же диск, собранный для гиротрона, который будет работать в рамках проекта ИТЭР, стоит в три раза дороже. Раньше окна закупали за рубежом, теперь научились выращивать в инкубаторе в России. Миллиметр в месяц. Долго, но стоит того, чтобы установка стала полностью российской. Тем более, что гиротроны надо отправить во Францию в начале следующего года. В России к этому готовы, а вот европейские коллеги могут и не успеть выполнить контракт.
АЛЕКСАНДР ЛИТВАК (Профессор, Научный руководитель ФГБНУ «ФИЦ ИПФ РАН»):
[показать]«Европейцы пока существенно отстали, они не выполнили в срок все свои задания. Не исключено, что все европейское задание будет предложено выполнить России. Мы готовы это выполнять».
Для того, чтобы разогреть плазму, помимо гиротрона можно использовать инжектор нейтрального луча, прибор размером с автобус сам разгоняет атомы и стреляет ими в реактор. Но основной метод – пустить по бублику ток, используя шинопровод. Частицы трутся друг о друга, происходит нагрев. Ток поможет приручить плазму, об этом много знают в Санкт-Петербурге. Шинопровод для ИТЭР, как проводка для квартиры. Его задача – соединить все детали реактора с источником питания. Только без охлаждения такой шинопровод работать не сможет.
РУСТАМ ЕНИКЕЕВ (Начальник лаборатории источников электропитания АО «НИИЭФА»):
«Наши проводки – это порядка 10-15 ампер, здесь ток будет в тысячи раз больше».
Так много энергии нужно ПФ-1. Это сверхпроводящая катушка полоидального поля. Если смотреть на схему магнитной системы ИТЭР, то катушка из Петербурга и пять её сестер создадут полоидальное поле, оно удержит плазму на расстоянии от стенок камеры. Другие 18 катушек тороидального поля заставят её гулять по кругу токамака. А еще есть центральный соленоид. Всего 48 элементов создают движение частиц навстречу синтезу. Создателю ПФ-1 АО «НИИЭФА» пришлось даже перенести сборку катушки в цеха средне-невского судостроительного завода.
АЛЕКСЕЙ ВАНИН (Генеральный директор АО «НИИЭФА):
«Сборка катушки будет проходить на плавсредстве, на котором мы потом отправим ее непосредственно в порт, чтобы мы могли доставить ее для проведения испытаний, затем для монтажа в Кадараш. Задача для нас амбициозная. Все делалось с нуля». Еще одно российского изобретение для проекта ИТЭР. Это защитная стенка самого реактора от воздействия колоссальной температуры. Ее детали из бериллия уникальной формы в институте называют «пальцами».
РОДМИР ГИНИЯТУЛИН (Начальник отдела внутрикамерных компонентов АО «НИИЭФА»):
«Тепловой поток, падающий на эту первую стенку, составляет 5 Мегаватт на метр квадратный».
Вот здесь происходит очень важная часть испытаний. Внутрь этой вакуумной камеры помещаются детали реактора. С помощью электронного пучка формируется тепловой поток. Во время работы реактора температура внутри камеры токамака будет достигать сотен миллионов градусов. А всего в трех метрах от нее в системе охлаждения сверхпроводящих катушек будет минус 269 градусов. Сверхпроводники во время работы ИТЭР нужно охлаждать, поэтому самая горячая и холодная точки в солнечной системе ненадолго станут соседями. Чтобы все детали выдержали такие нагрузки, их испытывают ультразвуком, рентгеном и десятками других способов, пока специалисты не скажут, что детали готовы работать в ИТЭР. И их снова отправят на испытания.
АЛЕКСЕЙ ЛАПИН (Начальник стенда лазерной сварки АО «НИИЭФА»):
«Бесконечные разработки, бесконечные исследования в области орбитальной, дуговой, лазерной сварки».
«Росатом» и более 30 предприятий из разных отраслей изготавливают для ИТЭР 25 различных систем. Это магниты, катушки, установки разогрева плазмы, защиты, а еще верхние патрубки для вакуумной камеры, системы диагностики. Российские ученые получают за счет этого колоссальный опыт.
АНАТОЛИЙ КРАСИЛЬНИКОВ (Директор Частного учреждения «ИТЭР-центр»):
«Благодаря проекту ИТЭР мы создали в стране ряд высокотехнологичных производств. Вложив 9% денег в проект, мы получаем 100% ноу-хау. Проект, как букет, собрал лучшие технологии Земли».
Несмотря на увеличение сроков, стоимости проекта мечта атомщиков создать управляемый термоядерный синтез обретает конкретные очертания. По плану плазму в реакторе должны получить в 2025 году, кстати, выглядеть она будет примерно вот так. Еще десять лет будет идти набор мощности. В случае успеха это шанс получить практически неиссякаемый источник энергии. Один грамм обогащенной смеси дает столько же, сколько восемь тонн нефти. И никаких радиоактивных отходов. Но это дело завтрашнего дня. А уже сегодня понятно, что российская наука сохранила свои лидирующие позиции.
/"Россия 24"/
По материалам: рассылка Центра мониторинга и анализа Росатома
ep_logos2 (138x44, 4Kb)  Опубликовано: 13 февраля 2017
вверх^ к полной версии понравилось! в evernote


Вы сейчас не можете прокомментировать это сообщение.

Дневник В 20 раз горячее, чем на солнце | eco-pravda - Экологическая Правда | Лента друзей eco-pravda / Полная версия Добавить в друзья Страницы: раньше»