ИТЭР

Макет термоядерного реактора (сечение)

ИТЭР (ITER) – международный термоядерный токамак, моделирование и отработку систем которого осуществлял известный ученый в области термоядерной энергетики, ныне – академик РАН, выпускник Томского политехнического института (ТПУ) В.А. Глухих.

Токамак

Токама́к (тороидальная камера с магнитными катушками) — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза.

ITER — проект международного экспериментального термоядерного реактора. Задача ИТЭР заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерного реактора и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути.

Разработка ИТЭР

В ноябре 1985 г. ученые СССР предложили создать токамак нового поколения с участием стран, наиболее продвинувшихся в изучении термоядерных реакций.

В 1988—1990 гг. силами советских, американских, японских и европейских учёных и инженеров была проведена успешная концептуальная проработка проекта термоядерного реактора, получившего современное обозначение ITER.

В конце 1980-х – начале 90-х гг. основные усилия специалистов НИИЭФА концентрируются на разработке международного проекта ИТЭР (Международный термоядерный экспериментальный реактор), который будет последней ступенью перед поколением реакторов для термоядерной энергетики. Этому способствовала неукротимая энергия академика Велихова, который убедил правительства СССР, США, стран Евросоюза, Японии в том, что проектирование реактора целесообразнее и дешевле вести совместно, максимально используя имеющиеся наработки каждой из стран-участниц – США, ЕС, Японии и СССР.

Инженерная разработка проекта началась в 1993 году. На этом этапе были продолжены крупные научные исследования и опытно-конструкторские работы. НИИЭФА было поручено решение нескольких важных задач по инженерному проектированию. В.А. Глухих стал научным руководителем этих работ. В 2000 году техническое проектирование было завершено.

Работы проводились совместными усилиями четырех сторон: Европы, России, США и Японии с целью создания первого экспериментального ТОКАМАКа-реактора, рассчитанного на достижение термоядерного горения смеси дейтерия с тритием.

На сегодняшний день Россия, благодаря участию в Проекте, имеет полную проектную документацию реактора ИТЭР.

Вклад России в Проект ИТЭР заключается в изготовлении и поставке высокотехнологичного оборудования, основных систем реактора, что составляет 10% от стоимости сооружения реактора по техническому проекту.

Конструкция

Основой конструкции реактора является токамак - резервуар в виде бублика, в котором и проходит сама реакция синтеза, его основная задача это магнитное удержание плазмы. В токамаке, который ограничен магнитными полями, они удерживают плазму от контакта с другими элементами, содержится дейтерий и тритий – два изотопа водорода. В то время как частицы излучаються, радио и микроволны нагревают плазму до 270 миллионов градусов по Фаренгейту, данная температура нужна для поддержания термоядерной реакции.

Технические данные

ITER относится к термоядерным реакторам типа «токамак». Два ядра: дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона.

Проектные характеристики

Общий радиус конструкции 10,7 м

Высота 30 м

Большой радиус вакуумной камеры 6,2 м

Малый радиус вакуумной камеры 2,0 м

Объём плазмы 837 м³

Магнитное поле 5,3 Тл

Максимальный ток в плазменном шнуре 15 МА

Мощность внешнего нагрева плазмы 40 МВт

Термоядерная мощность 500 МВт

Коэффициент усиления мощности 10x Средняя температура 100 МК

Продолжительность импульса > 400 c

В.А. Глухих

Васи́лий Андре́евич Глухи́х (род. 1929, д. Большая-Каменная, Курганская область) — российский учёный, специалист в области термоядерной энергетики. Доктор технических наук, профессор, академик РАН. Научный руководитель НИИ электрофизической аппаратуры им. Д. В. Ефремова Окончил физико-технический факультет Томского политехнического института (ТПУ) в 1952г. С 1953г. работает в научно-исследовательском институте электрофизической аппаратуры имени Д.В. Ефремова (НПО «Электрофизика», г. Санкт-Петербург). В течение длительного времени Глухих осуществляет научное руководство установками для исследований в области управляемого термоядерного синтеза , активно развивает направления, связанные с исследованием и разработкой мощных лазеров и энергетических систем для их накачки.

Внёс вклад в развитие импульсной электроэнергетики, электрофизического аппаратостроения, создание инженерно-физической базы термоядерной энергетики. Один из основоположников создания теории и основ проектирования магнитогидродинамических электрических машин с жидкометаллическим рабочим телом. Под его руководством были разработаны: 1-я отечественная тороидальная термоядерная установка «Альфа», крупнейшие отечественные токамаки Т-15 и ТСП, комплекс Ангара-5; достигнуты результаты мирового уровня в развитии технологии магнитного удержания термоядерной плазмы, индуктивных методов накопления и преобразования энергии, создании уникальных сверхпроводящих электромагнитов; успешно проведены моделирование и отработка систем международного термоядерного реактора — токамака ИТЭР. Инициатор создания крупнейшего в Северо-Западном регионе Центра технологических лазеров. В 1993г. В.А. Глухих был избран Почетным профессором ТПУ.