Плазменный физический реактор – сложное оборудование, обеспечивающее нормальное выполнение химической реакции. Это одна из шести катушек полоидального поля в магнитной системе, которая служит для удержания плазмы в реакторе ИТЭР. Указ об этом подписал президент Владимир Путин Федеральный проект "Термоядерные и плазменные технологии". В 2024 году Росатом завершит прототип плазменного ракетного двигателя, сообщили на панельной сессии «Атом для лучшей жизни». Стартап по разработке термоядерного реактора General Fusion из Канады завершил очередной раунд сбора инвестиций, в этот раз собрав 65 миллионов долларов.
Впервые в мире термоядерную плазму протестировали в токамаке нового поколения
В результате получилась смесь газов, использующихся в химической промышленности, и твердые углеродные наноструктуры, которые содержат элементы, пригодные для изготовления катализаторов. Плазменный пиролиз, по мнению разработчиков, поможет сделать переработку тяжелой нефти более экономичной и экологически чистой.
Можно проводить испытания на радиационную стойкость элементов детектирующих систем. Импульсное излучение часто повреждает электронику. Такие испытания необходимы, например, при разработке бортовой аппаратуры космических аппаратов, элементной базы радиоэлектроники. Также можно исследовать воздействие импульсного излучения разного типа на биологические объекты, выполнять нейтронно-активационный анализ вещества. Это многотонные громадины со множеством управляющих систем.
Первый корпус тороидальной катушки.
Первый из 18 гигантских магнитов. Одну половину сделали в Японии, другую — в Корее 18 гигантских магнитов D-образной формы, расставленные по кругу так, чтобы образовать непроницаемую магнитную стену. Внутри каждого из них заключены 134 витка сверхпроводящего кабеля Каждая такая катушка весит примерно 310 тонн Но одно дело собрать. И совсем другое — все это обслуживать. Из-за высокого уровня радиации доступ к реактору заказан. Для его обслуживания разработано целое семейство роботизированных систем. Часть будет менять бланкеты и кассеты дивертора весом под 10 тонн , часть — управляться удаленно для устранения аварий, часть — базироваться в карманах вакуумной камеры с HD-камерами и лазерными сканерами для быстрой инспекции.
И все это необходимо делать в вакууме, в узком пространстве, с высокой точностью и в четком взаимодействии со всеми системами. Задачка посложнее ремонта МКС. Причем это только часть оборудования самого реактора. Добавьте сюда здание криокомбината, где будут вырабатывать жидкий азот и гелий, здание выпрямителей магнитной системы с трансформаторами, трубопроводы системы охлаждения диаметром по 2 метра , систему сброса тепла с 10 вентиляторными градирнями и многое-многое другое. На все это и идут миллиарды. Токамак ITER станет первым термоядерным реактором, который будет вырабатывать больше энергии, чем необходимо для нагрева самой плазмы. К тому же он сможет поддерживать ее в стабильном состоянии намного дольше ныне существующих установок.
Ученые утверждают, что именно для этого и нужен столь масштабный проект. С помощью такого реактора специалисты собираются преодолеть разрыв между нынешними небольшими экспериментальными установками и термоядерными электростанциями будущего. Например, рекорд по термоядерной мощности был установлен в 1997 году на токамаке в Британии — 16 МВт при затраченных 24 МВт, тогда как ITER конструировали с прицелом на 500 МВт термоядерной мощности от 50 МВт вводимой тепловой энергии. На токамаке будут испытаны технологии нагрева, контроля, диагностики, криогеники и дистанционного обслуживания, то есть все методики, необходимые для промышленного образца термоядерного реактора. Объемов мирового производства трития будет недостаточно для электростанций будущего. А потому на ITER отработают также технологию размножающегося бланкета, содержащего литий. Из него под действием термоядерных нейтронов и будут синтезировать тритий.
Однако не стоит забывать, что это пускай и дорогой, но эксперимент. Токамак не будет оборудован турбинами или другими системами конвертации тепла в электричество. То есть коммерческого выхлопа в виде непосредственной генерации энергии не будет. Потому что это только усложнило бы проект с инженерной точки зрения и сделало бы его еще более дорогим. Схема финансирования довольно запутанная. Большинство компонентов поставляются в ITER напрямую от стран-участниц. Они прибывают во Францию по морю, а из порта к стройплощадке доставляются по дороге, специально переделанной французским правительством.
Трасса была расширена и усилена. Дело в том, что до 2021 года по ней пройдут 250 конвоев с огромными грузами. Самые тяжелые детали достигают 900 тонн, самые высокие — 10 метров, самые длинные — 33 метра.
Москва, ул. Полковая, дом 3 строение 1, помещение I, этаж 2, комната 21.
Компактный реактор установил рекорд по нагреву плазмы
| НИУ МЭИ запустил одну из мощнейших в мире плазменных установок для будущего реактора ИТЭР | Ученые НИУ «МЭИ» запустили уникальную плазменную установку ПЛМ для испытания материалов термоядерного реактора и отработки технологий плазменного двигателя. |
| Выбор сделан - токамак плюс | #Плазменный_реактор_Мехрана_ №3 Отслоился #нано_слой_плазма_стала_четкой. |
| Глава российского агентства ИТЭР рассказал о планах по созданию демореактора | Плазменный физический реактор – сложное оборудование, обеспечивающее нормальное выполнение химической реакции. |
В России запущена уникальная плазменная установка
Специалисты Национального исследовательского университета МЭИ запустили уникальную плазменную установку ПЛМ, для испытания материалов термоядерного реактора и отработки технологий плазменного двигателя. Рогалева: на кафедре Общей физики и ядерного синтеза НИУ МЭИ разрабатываются системы термоядерных реакторов и решаются проблемы диагностики плазмофизических процессов; сегодня наши ученые решают глобальные вопросы, участвуют в экспериментальных разработках международного уровня и вносят существенный вклад в развитие атомных энергетических установок; Россия занимает одну из ключевых позиций в реализации международного проекта ИТЭР; еще в 1950 г. Сахаров, преподававший в МЭИ на кафедре электрофизики, предложил использовать магнитное поле для удержания плазмы с целью достижения управляемого термоядерного синтеза, а сейчас уже мы смогли найти многие решения этих проблем и предложений.
В РФ успешно получена первая термоядерная плазма на токамаке Т-15МД Анастасия Федорова Наука Установка работает устойчиво На токамаке устройство, которое использует мощное магнитное поле для удержания плазмы в форме тора — прим. Т-15МД удалось получить термоядерную плазму. Отмечается, что установка работает устойчиво, сообщил президент исследовательского центра «Курчатовский институт» Михаил Ковальчук, сообщает ТАСС. Он [прим.
Это приводит не только к нагреву стенки, но и к распылению материала, из которого сделана стенка реактора, то есть к расщеплению его на атомы, которые затем попадают в качестве примеси в плазму. В результате процесса распыления плазма существенно охлаждается, что может помешать термоядерному синтезу. Чтобы избежать этого, ранее была разработана концепция так называемой потеющей стенки: внутренняя поверхность реактора покрывается сетью каналов, из которых истекает жидкий литий. В данном подходе слой жидкого лития берёт на себя часть защитных функций. Поэтому материал для «потеющей стенки» должен быть тугоплавким и теплопроводным, а также не должен вступать с жидким литием в химическое взаимодействие и при этом хорошо им смачиваться. Самый тугоплавкий металл — вольфрам, однако его теплопроводности для эффективного охлаждения стенки недостаточно.
Ван И заявил, что Вашингтон не должен «подавлять развитие Китая и переступать красные линии, когда речь идет о суверенитете, безопасности и интересах развития Китая». Он заявил, что сотрудничество двух стран приведет к обоюдному выигрышу, а конфликт — к обоюдному проигрышу. Негативные факторы в китайско-американских отношениях по-прежнему усиливаются, поскольку США продолжают попирать законные права Китая на развитие, сказал Ван И. В среду Блинкен прибыл в Шанхай, начав свой рабочий визит в Китай. Его встречал председатель Шанхайского партийного комитета Чэнь Цзинин. Встреча главы Госдепа китайской стороной оказалась весьма сдержанной. Одна из них действительно заключается в эффективности российских дронов против бронированной техники, сказал газете ВЗГЛЯД военный эксперт Александр Бартош. Если говорить о танках Abrams, то больше всего проблем им создают «Ланцеты». За время спецоперации они продемонстрировали высокую эффективность в борьбе с бронированными целями. Так как аппарат работает в паре с дроном-разведчиком, беспилотник способен сначала выявить цель, а затем нанести удар аккурат в уязвимое место танка», — сказал Александр Бартош, член-корреспондент Академии военных наук. Впрочем, по мнению собеседника, российские дроны хотя и являются основной причиной отвода Abrams, есть еще несколько немаловажных аспектов. Эксперт допускает, что решение было принято также из-за складывающегося не в пользу ВСУ положения на поле боя. Пентагон попросту опасается, что кадры с горящей американской техникой, которую они представляют как неуязвимую, нанесут существенный ущерб коммерческим интересам США», — уточнил Бартош. Кроме того, ВСУ могут на время спрятать танки в расчете на то, что ими можно будет воспользоваться при отражении полномасштабного наступления ВС России, добавил спикер. По словам Бартоша, противник опасается продвижения российских военных в районе Одессы и Харькова. Как показали предыдущие месяцы, мы успешно уничтожаем эту технику», — подчеркнул военный эксперт. Существует и третья причина отвода танков. Собеседник не исключает, что в Пентагоне решили продумать более надежную систему защиты от дронов. При этом ранее противник не прибегал к сооружению тех навесов, которые российские танкисты делают для наших танков. Бартош напоминает, что до определенного момента на Западе высмеивали наши конструкции, получившие прозвище «мангал». Если раньше они считали защитные конструкции малоэффективным средством и не хотели демонстрировать свою слабость перед возможными атаками беспилотников, то теперь они начнут копировать российский опыт», — считает аналитик. По информации Associated Press , одной из причин такого решения стала возросшая возможность российских дронов быстро обнаруживать и уничтожать эту технику. AP отмечает, что на брифинге 25 апреля высокопоставленный представитель Пентагона заявил — распространение беспилотников в зоне боевых действий на Украине означает, что «нет открытой местности, по которой вы могли бы просто проехать, не опасаясь быть обнаруженными».
В России протестировали самую мощную плазменную установку в мире
Не успевшие рекомбинировать ядра дейтерия отклоняются магнитным полем на специальную мишень, где тормозятся, рекомбинируют и могут быть использованы вновь. Требования к мощности «фабрики атомов» ITER настолько велики, что на этой машине впервые пришлось применить систему, которой не было на предшествующих токамаках. Это система отрицательных ионов. На таких высоких скоростях положительный ион просто не успевает превратиться в нейтральный атом в газовых ячейках. Поэтому используются отрицательные ионы, которые захватывают электроны в специальном радиочастотном разряде в среде плазмы дейтерия, экстрагируются и разгоняются высоким положительным потенциалом 1 МВ по отношению к источнику ионов , затем нейтрализуются в газовой ячейке.
Оставшиеся заряженными ионы отклоняются электростатическим полем в специальную охлаждаемую водой мишень. При потреблении примерно 55 МВт электроэнергии, каждый из двух планируемых на ITER инжекторов нейтральных атомов способен вводить в плазму до 16 МВт тепловой энергии. Криостат[ править править код ] Криостат [30] [31] — самый большой компонент токамака. Внутри криостата будут располагаться остальные элементы машины.
Криостат, помимо механических функций опора деталей токамака и их защита от повреждений будет выполнять роль вакуумного «термоса», являясь барьером между внешней средой и внутренней полостью. Для этого на внутренних стенках криостата размещены тепловые экраны, охлаждаемые азотным контуром 80 К. Криостат имеет множество отверстий для доступа к вакуумной камере, трубопроводов системы охлаждения, фидеров питания магнитных систем, диагностики, дистанционного манипулятора, систем нагрева плазмы и других. Доставить сборку таких размеров целиком тяжело и дорого, поэтому было принято решение конструктивно разбить криостат на четыре крупных фрагмента поддон, две цилиндрические обечайки и крышка.
Каждый из этих фрагментов будет собираться из более мелких сегментов. Всего сегментов 54. Их производством занята Индия. Затем фрагменты, после сборки в Здании криостата, по очереди будут перемещены и установлены на место — в шахту реактора [33].
Для снижения влияния нейтронного излучения токамака на окружающую среду криостат будет окружён «одеялом» из специального бетона, которое называют «биозащита» англ. Толщина биозащиты над криостатом составит 2 м. Эти выступы на сайте ITER называют «короной» «crown». Арматура элементов короны имеет очень сложный макет; для приготовления бетона будет использован гравий , добываемый в Лапландии [34].
Control, Data Access and Communication — управление, доступ к данным и связь является основной системой управления при эксплуатации ИТЭР-токамака. В настоящий момент команда проводит консультации с ведущими институтами и привлечёнными компаниями в целях принятия наилучших технических решений для ИТЭР. Central Safety Network — Сеть централизованной защиты ; терминалы; датчики. Организационно вся система управления делится на следующие подразделения: Центральный контроль и автоматизация, мониторинг и обработка данных Central supervision and automation, monitoring and data handling.
Отображение данных и управление HMI англ. Human Maсhine Interface. Подразделение включает в себя терминалы и мнемосхемы, системы Центральной блокировки CIS англ. Central Safety System.
Опубликовано 22 сентября 2019, 12:01 a Физики разработали гибридный реактор на основе плазменной открытой ловушки Обсудить Схема гибридного реактора на основе плазменной магнитной ловушки Специалисты трех российских институтов Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е. Забабахина; Томского политехнического университета; Института ядерной физики им. Будкера СО РАН провели компьютерное моделирование топливного цикла ториевого гибридного реактора, в котором в качестве источника дополнительных нейтронов используется высокотемпературная плазма, удерживаемая в длинной магнитной ловушке. Среди преимуществ такого гибридного реактора по сравнению с используемыми сейчас ядерными реакторами можно отметить умеренную мощность, относительно небольшие размеры, высокую безопасность при эксплуатации и малый уровень радиоактивных отходов. Результаты опубликованы в журнале Plasma and Fusion Research. Для получения энергии гибридные ядерно-термоядерные реакторы используют одновременно реакции деления тяжелых ядер и синтеза легких, поэтому можно ожидать, что такие установки усилят положительные особенности и нивелируют недостатки, присущие энергетике на основе раздельного использования этих ядерных реакций. Для эффективного использования реакции управляемого термоядерного синтеза в производстве энергии необходимо сначала получить, а затем постоянно поддерживать стабильное состояние плазмы с очень высокой температурой выше 100 млн. Создание реактора, работающего по гибридной схеме, представляется более легкой задачей, поскольку в этом случае плазма используется не для получения энергии, а всего лишь в качестве источника дополнительных нейтронов для поддержания необходимой схемы протекания ядерных реакций. Таким образом, требования, предъявляемые к ее характеристикам, становятся менее жесткими.
В отличие от урана торий представлен в природе практически одним изотопным состоянием, и поэтому он легко и с малыми затратами выделяется из природного сырья.
Изображение : Kazunori Takahashi, Tohoku University Поскольку силовые линии магнитного поля всегда образуют замкнутые петли, те, которые находятся внутри магнитных сопел, неизбежно возвращаются к конструкции двигателя. По этой причине поток плазмы должен отрываться от магнитного сопла. Ионы, имеющие большой радиус, легко отрываются от магнитного сопла. Но электроны с их малой массой и малым радиусом привязаны к силовым линиям, создавая электрическое поле, которое притягивает ионы назад и сводит результирующую тягу к нулю. В своей работе физики проанализировали подробные данные сигналов плотности плазмы и флуктуаций электрического поля. Они обнаружили, что спонтанно возбуждаемые волны вызывали транспорт намагниченных электронов внутрь в поперечном направлении к главной оси магнитного поля.
Атомы легких ядер сталкиваются, чтобы образовать ядра тяжелых атомов. Проведенные за последние 40 лет исследования показали, что наиболее перспективный способ управления реакциями синтеза — использование установок типа токамак ТОроидальная КАмера с МАгнитной Катушкой , изобретенных в СССР в 60-е годы.
Чтобы изучать реакции синтеза и отрабатывать основные принципы управления реактором, сейчас строят Международный термоядерный экспериментальный реактор ИТЭР во Франции. Он поможет продемонстрировать возможность коммерческого использования реактора. Токамак Глобус-М2 Токамаки представляют собой тороидальную камеру похожую на бублик с магнитными катушками. Внутрь такой конструкции помещают газ, например, изотопы водорода тритий и дейтерий, после чего нагревают до миллионов градусов Цельсия. При этом образуется газ из заряженных частиц ионов и электронов — плазма. Разогретые ионы сталкиваются друг с другом, благодаря чему выделяется энергия, превышающая затраченные на нагревание ресурсы. Этот избыток можно использовать потом в промышленности и энергетике.
Прорыв в физике: ИИ успешно управляет плазмой в эксперименте по ядерному синтезу
В 2021 году на японском реакторе произошло короткое замыкание в катушке сверхпроводящего магнита. В принципе и не хотел делать это Разоблачение Но когда увидел сколько людей на форумах думают что Хлорка которая возникает в результате электролиза соли в. Чтобы продлить существование плазмы, загрязненный поток направляют на специальный элемент реактора, дивертор. Модернизация корейского термоядерного реактора позволила ему побить собственный рекорд: новые компоненты способны поддерживать закрученную плазму температурой 100 миллионов. На основе принципа токамака строится международный экспериментальный термоядерный реактор ITER во Франции.
В плазменном фокусе: «Росатом» и МИФИ разработали термоядерный мини-реактор
| Прототип российского термоядерного реактора: для чего он необходим? | Плазменный физический реактор – сложное оборудование, обеспечивающее нормальное выполнение химической реакции. |
| Как плазменные технологии помогут ускорить развитие ядерных реакторов | Официальный сайт НИЯУ МИФИ | Пуск экспериментального термоядерного реактора и получение на нем первой плазмы запланирован на 2025 год. |
| Глава российского агентства ИТЭР: Первую плазму реактора зажгут не раньше 2025 года | В комплексе термоядерного синтеза NIF обнаружили аномальные энергии ионов плазмы. |
| Во Франции стартовала последняя фаза сборки крупнейшего в мире термоядерного реактора | Термоядерный реактор основан на реакции синтеза изотопов водорода, поэтому он гораздо более экологичный и безопасный по сравнению с существующими атомными реакторами. |
| Компактный термоядерный реактор американского стартапа разогрел плазму до 37 млн °С | В Курчатовском институте состоялся физический запуск глубоко модернизированного гибридного термоядерного реактора Т-15МД. |
Петербургские инженеры испытывают детали для экспериментального термоядерного реактора
Ионные температуры свыше 5 кэВ ранее не достигались ни в одном СТ и были получены только в гораздо более крупных устройствах со значительно большей мощностью нагрева плазмы. Плазменный двигатель — разновидность электрического ракетного двигателя (ЭРД), расходуемое вещество которого получает ускорение в состоянии плазмы. На основе принципа токамака строится международный экспериментальный термоядерный реактор ITER во Франции. Плазма в реакторе ИТЭР должна быть в десять раз горячее солнечного ядра, а температура в его криостате в 30 раз ниже, чем в морозильнике. Этот реактор использует магнитные поля от сверхпроводящих катушек для удержания ионизированного газа в вакуумной камере в форме пончика, с целью стимулирования слияния. В 2021 году на японском реакторе произошло короткое замыкание в катушке сверхпроводящего магнита.
НИУ МЭИ запустил одну из мощнейших в мире плазменных установок для будущего реактора ИТЭР
НИУ "МЭИ" также исследует методы охлаждения при длительной эксплуатации компонентов будущего экспериментального реактора, расположенных внутри камеры, уточнили в вузе. Это решение вероятно станет первым в мире термоядерным реактором у которого "получится" удерживать плазму на постоянной основе. В настоящее время уже существуют различные проекты гибридных реакторов, в которых плазменным источником нейтронов служит токамак.
Как плазменные технологии помогут ускорить развитие ядерных реакторов
| Российские учёные разработали новый материал для термоядерного реактора | Плазменный двигатель — разновидность электрического ракетного двигателя (ЭРД), расходуемое вещество которого получает ускорение в состоянии плазмы. |
| Британский термоядерный реактор сгенерировал первую плазму | В 2024 году Росатом завершит прототип плазменного ракетного двигателя, сообщили на панельной сессии «Атом для лучшей жизни». |
| Прорыв или распил? Россия тратит миллиарды на термоядерную установку | Специалисты Национального исследовательского университета "МЭИ" запустили плазменную установку, которая позволит испытать облицовку камеры будущего термоядерного реактора. |
| Простой способ наполнить свою жизнь здоровьем. Плазменный реактор молодости. Артём Шабанов | Снизить издержки переработки такого сырья можно за счет использования плазменных реакторов, в которых химические реакции осуществляются с участием низкотемпературной. |
| Британский термоядерный реактор сгенерировал первую плазму | Обслуживающие реактор JT-60SA специалисты пока не сообщили о параметрах полученной в реакторе плазмы. |
Как учёные «ловят плазму»? О перспективах ядерной энергетики репортаж из ИЯФ СО РАН
В 2021 году на японском реакторе произошло короткое замыкание в катушке сверхпроводящего магнита. Подобный термоядерный реактор должен помочь заменить атомные электростанции и работать на безопасном и доступном топливе – дейтерии и тритии. #Плазменный_реактор_Мехрана_ №3 Отслоился #нано_слой_плазма_стала_четкой. Измерения температуры электронов в плазме реактора FuZe показали, что она находится на том же высоком уровне, что и температура ядер.