Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Пуск экспериментальной термоядерной установки «Т-15» намечен на 2017-2018 гг. Об этом сообщил на пресс-конференции заместитель гендиректора Росатома Вячеслав Першуков. В настоящее время в Научном исследовательском центре «Курчатовский институт» идет «капитальная модернизация систем» установки, исследования на которой должны стать базой для создания термоядерной электростанции.
Целью является повышение длительности плазменного разряда с 5 до 30 секунд, а также оптимизация формы сечения плазмы и управление ее устойчивостью. В дальнейшем физики надеются добиться трехчасовых импульсов.
Ранее госкорпорация уже сообщала о некоторых результатах работы: так, в 2011 году на Т-15 были модернизированы системы высоковакуумной откачки, а в 2012 изготовлен образец стационарного ионного источника. Именно такой механизм будет нагревать плазму в токамаке.
Как отметил президент Курчатовского института академик Евгений Велихов, «Т-15» - это первая установка, на базе которой Россия рассчитывает создать гибридный реактор. «Эта установка делается в короткие сроки. Сегодня она реально изготавливается и все ее финансирование определено», - сказал он.
Велихов также напомнил о действующей установке «Т-10», которая была запущена в 1975 году и в том же году была получена реальная термоядерная реакция. «Она проработала почти 40 лет и до сих пор работает, и дает интересные физические результаты», - отметил академик.
Токамак (тороидальная камера с магнитными катушками) - тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза. Плазма в токамаке удерживается не стенками камеры, которые не способны выдержать необходимую для термоядерных реакций температуру, а специально создаваемым комбинированным магнитным полем - тороидальным внешним и полоидальным полем тока, протекающего по плазменному шнуру. По сравнению с другими установками, использующими магнитное поле для удержания плазмы, использованиеэлектрического тока является главной особенностью токамака. Ток в плазме обеспечивает разогрев плазмы и удержание равновесия плазменного шнура в вакуумной камере. Этим токамак, в частности, отличается отстелларатора, являющегося одной из альтернативных схем удержания, в котором и тороидальное, и полоидальное поля создаются с помощью внешних магнитных катушек.
Токамак-реактор на данный момент разрабатывается в рамках международного научного проекта ИТЭР.
Предложение об использовании управляемого термоядерного синтеза для промышленных целей и конкретная схема с использованием термоизоляции высокотемпературной плазмы электрическим полем были впервые сформулированы советским физиком О. А. Лаврентьевым в 1950 году. А. Д. Сахаров и И. Е. Тамм в 1951 году предложили модифицировать схему, предложив теоретическую основу термоядерного реактора, где плазма имела бы форму тора и удерживалась магнитным полем. Одновременно эта же идея была предложена американскими учеными, но «забыта» до 1970-х годов.
Термин «токамак» был придуман позже Игорем Николаевичем Головиным, учеником академика Курчатова. Первоначально он звучал как «токамаг» - сокращение от слов «тороидальная камера магнитная», но Н. А. Явлинский, автор первой тороидальной системы, предложил заменить «-маг» на «-мак» для благозвучия. Позже это название было заимствовано многими языками.
Первый токамак был построен в 1954, и долгое время токамаки существовали только в СССР. Лишь после 1968 года, когда на токамаке «Т-3», построенном в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова под руководством академика Л. А. Арцимовича, была достигнута температура плазмы 10 млн градусов, и английские ученые со своей аппаратурой подтвердили этот факт, в который поначалу отказывались верить, в мире начался настоящий бум токамаков. Начиная с 1973 программу исследований физики плазмы на токамаках возглавил Кадомцев Борис Борисович.
В настоящее время токамак считается наиболее перспективным устройством для осуществления управляемого термоядерного синтеза.
Экспериментальная термоядерная установка Токамак «Т-10» - крупнейший действующий токамак в России. На установке проводятся физические исследования по программе управляемого термоядерного синтеза, а также эксперименты в рамках программы международного экспериментального термоядерного реактора (ITER).
На «Т-10» получены рекордные в мире результаты по уровню генерируемой СВЧ-мощности и длительности импульсов, достигнутые в ходе испытаний прототипов гидротронов ITER.
В рамках программы управляемого термоядерного синтеза исследуется взаимодействие плазмы с электромагнитными волнами, изучаются продукты ядерного синтеза, при этом спектры заряженных продуктов (дейтонов, тритонов) регистрируются с наилучшим энергетическим разрешением по сравнению с аналогичными измерениями на зарубежных токамаках.
Модернизированная экспериментальная термоядерная установка «Т-15» на сегодняшний день является одной из крупнейших в мире. Уникальность установке придает наличие крупнейшего в мире сверхпроводникового ниобий-оловянного тороидального магнита.
Эксперименты на токамаке «Т-15» внесли значительный вклад в развитие технологий использования сверхпроводящих токонесущих конструкций, развитие диагностических методов и мощного комплекса дополнительного нагрева, включая СВЧ-нагрев и нагрев пучками нейтральных атомов.
«Т-15» была введена в строй еще в 1988 году, но проект был закрыт, и только в последние годы работы по нему возобновились.
На счету Курчатовского института разработка и создание первого в Москве циклотрона, первого в Европе атомного реактора, первой советской атомной бомбы, первой в мире термоядерной бомбы, первой в мире промышленной атомной электростанции, первого в мире атомного реактора для подводных лодок и атомных ледоколов, крупнейшей установки для проведения исследований по осуществлению регулируемых термоядерных реакций и многие другие технические достижения.
Эксперименты Курчатовского института — в топ-10 мировых исследований по физике
Заместитель директора по научной работе В.Я. Панченко награжден Орденом Почетного легиона