На «КСТАТИ» рассказали, как создать искусственное солнце

Темой телемоста на онлайн-фестивале науки «КСТАТИ» стало строительство международного экспериментального термоядерного реактора. О проекте ИТЭР рассказали ведущие российские специалисты. Организатор фестиваля – сеть Информационных центров по атомной энергии при поддержке Госкорпорации «Росатом».

Термоядерный реактор строится на юге Франции, и в реализации проекта участвуют 35 стран, каждая из которых вносит посильный вклад. Главная миссия ИТЭР – продемонстрировать, что управляемый термоядерный синтез возможен и что термоядерный реактор способен производить в 10 раз больше энергии, чем потребляет сам.

«В этом году мы начинаем монтаж вакуумной камеры и сверхпроводящей системы. На площадку уже поставлены первые катушки тороидального поля. Мы прошли точку невозврата, и от стадии проектирования перешли к стадии сборки – это самое важное», — пояснил Анатолий Красильников, доктор физико-математических наук, директор российского Проектного центра ИТЭР.

«Вещество, которое мы получим в термоядерном реакторе, совершенно нового типа: это плазма, которая сама себя поддерживает за счёт альфа-частиц, и это совершенно новый вид энергии. Мало нагреть вещество до 150 миллионов градусов – нужно суметь удержать плазму. Мы впервые получим плазменное образование, которое само себя греет и поддерживает в стабильном состоянии», — рассказал спикер.

Термоядерный реактор устроен так, что нет даже теоретической возможности радиоактивной аварии. Самое страшное, что может случиться – плазма потухнет, объяснил Анатолий Витальевич. Нет ни радиоактивных выбросов, ни радиоактивных отходов – только гелий и нейтроны.

Григорий Денисов, член-корреспондент РАН, директор Института прикладной физики РАН (Нижний Новгород), рассказал о гиротронах. Гиротрон – это генератор очень мощного СВЧ-излучения, которое будет использовано в ИТЭР для нагрева плазмы до 150 миллионов градусов. Причём за счёт маленькой длины волны можно нагреть плазму локально. Россия поставляет 8 из 24 гиротронных систем для проекта ИТЭР.

«Гиротрон и микроволновая печь дают СВЧ, но это разные устройства. Микроволновая печь может нагреть курицу, а гиротрон на это не способен, зато плазму он разогревает до необходимых параметров», — рассказал Анатолий Красильников.

Михаил Петров, доктор физико-математических наук, профессор Физико-технического института имени Иоффе (Санкт-Петербург), рассказал о вкладе ФТИ в проект ИТЭР. ФТИ готовит три диагностические системы плазмы, которые относятся к ключевым в обеспечении устойчивой работы реактора. Это система диагностики нейтральных атомов, система диагностики состояния дивертора и гамма-спектрометрия.

«Для меня ИТЭР – это венец карьеры. Когда я пришёл в институт, мы сделали первый анализатор, который использовался на установке «Альфа», построенной ещё Курчатовым. А через 60 лет мы ставим анализатор на ИТЭР», — поделился Михаил Петров.

Доктор физико-математических наук, сотрудник ИЯФ СО РАН (Новосибирск), заведующий лабораторией Александр Бурдаков рассказал о портплагах, которые создают в Сибири. «Портплаги – это узлы, которые объединяют разные системы. Уже в этом году мы начнём принимать то, что сделали партнёры, и соединять всё в один узел. Его вес не должен превышать 48 тонн, но при этом он должен быть снабжён защитой от потока нейтронов.  Но обычная защита (нержавеющая сталь и вода) весит больше, поэтому мы использовали новый подход. В вакууме будет находиться керамика из карбида бора, которая гораздо легче металла. И наш портплаг нужен к первой плазме, т.е. мы первопроходцы. Остальные страны будут делать свои портплаги на основе нашего опыта. Чтобы выполнить это задание, пришлось создавать сверхчистый цех, в котором пыли и микробов меньше, чем в операционной», — объяснил спикер.

Игорь Родин, заместитель генерального директора по термоядерным и магнитным технологиям НИИЭФА имени Ефремова (Санкт-Петербург), рассказал о сверхпроводниках. Специалисты НИИЭФА создают для ИТЭР сверхпроводниковые и магнитные системы, которые являются основным средством удержания плазмы. «Сначала Россия делала сверхпроводящие кабели, которые производились в том числе во ВНИИНМ имени А.А. Бочвара. Сейчас мы делаем одну из полоидальных катушек, которые позиционируют плазму. Размер такой катушки около 9 метров, расчётный вес 250 тонн. Также НИИЭФА делает вакуумные патрубки. Именно в них и располагается всё необходимое оборудование для работы токамака. Созданы и специальные системы неразрушающего контроля, способные найти любые скрытые дефекты», — прокомментировал эксперт.

ИТЭР – это большая идея, объединяющая тысячи самых высококвалифицированных инженеров в мире. В ХХ веке такими идеями были освоение космоса и ядерная бомба, а в XXI веке благодаря ИТЭР решаются сложнейшие инженерные задачи, а наука обеспечивает кооперацию и коллаборацию, стирая границы между государствами и людьми.

Запись трансляции можно увидеть на ютуб-канале сети ИЦАЭ: https://www.youtube.com/watch?v=8MyT0_ojtjk