Кения. Fairmont Mount Kenya Safari Club

Индонезия. Бали. Убуд. Como Shambala Estate

Индонезия. О.Ява. Борободур

ОАЭ. Madinat Jumeirah

Мальдивы. Park Hyatt Maldives Hadahaa

Назад Вперед

Российские ядерные реакторы стали лучшими в мире


Самой распространённой конструкцией термоядерного реактора в современности является токамак, и в США имеются проблемы даже с ним.

Давайте посмотрим, что сейчас происходит в мире с атомной энергетикой.

Вспомним, что первый токамак (тороидальная камера с магнитными катушками) был построен в СССР в 1954 году, а другие страны поверили, что реактор реально работает, лишь в 1968 — мол, врут всё эти русские, не может такого быть.

Конструкции уже более полувека, и способ удержания плазмы комбинированным магнитным полем (тороидальным внешним и полоидальным полем тока, протекающим по плазменному шнуру) давно проверен практикой на надёжность.

Фото: power-technology.com

Однако технология разделения изотопов урана на центрифугах также давно известна и отработана в России, но в США так и не смогли её даже повторить, и сейчас «Росатом» уверенно завоёвывает позиции в США.

Похоже, ситуация с токамаками в США также становится всё более грустной: американское Министерство энергетики закрывает один из двух мощных термоядерных реакторов в стране, главу Принстонской лаборатории физики плазмы с 2008 года Стюарта Прагера отправили в отставку, оставив в лаборатории простым исследователем. 

Конечно, подаётся это как «по собственному желанию», но оцените убедительность:

«Руководство Принстонской лабораторией физики плазмы — замечательный опыт. Но, преодолев семилетний рубеж, я начал думать о том, как перейти к новому этапу жизни. Недавний технический регресс на объекте NSTX-U неожиданно и внезапно определил момент, который мне кажется подходящим для этого перехода».

«Технический регресс» заключается в выходе из строя магнита на установке NSTX-U всего лишь через 2,5 месяца эксплуатации. Сообщается, что замена конструкции займет год (честно говоря, странный подход к проектированию).

В прессу проникли данные о том, что причиной неисправности магнита является «слишком жесткая медная намотка катушки», но, извините, это, во-первых, должно определяться контролем качества, а во-вторых — что, при работе с такими нагрузками витки должны быть намотаны не жёстко? Явная маскировка действительной причины.

Особо отметим, что NSTX-U создавался на базе установки NSTX 1999 года, модернизация обошлась в 94 миллиона долларов, и в результате (если бы она работала) установка была бы самым мощным в мире сферическим токамаком с магнитной индукцией в 1 тесла и тепловой мощностью 10-12 мегаватт. Заодно американцы закрыли лабораторию Alcator C-Mod (20 лет работы!) в Массачусетском технологическом институте, точные причины неизвестны. 

В итоге в США последняя действующая установка по исследованию термоядерного синтеза мощности, о которой стоит говорить, осталась у оборонного подрядчика General Atomics в Сан-Диего.

Европа тем временем в 2006 году решила создать Международный термоядерный экспериментальный реактор (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) — проект, по сложности и стоимости вдвое превосходящий знаменитый Большой адронный коллайдер, с заявленной температурой плазмы на установке — до 150 миллионов градусов Цельсия, т. е. на порядок выше температуры в центре Солнца.


Россия в проекте участвует в доле около 10%, что даёт доступ ко всем задействованным технологиям. В производственном плане наша задача — производство сверхпроводящих магнитов, анализаторов структуры плазмы и диагностических датчиков.

Однако проект тормозится. Запуск отложен на шесть лет. Работы были начаты в 2006 году с бюджетом 5 млрд евро, начало экспериментов заявлялось в 2016 году. Потом бюджет увеличился до 13 млрд, затем — до 19 млрд с переносом запуска на 2019 год, а сейчас запуск перенесли на 2025 год. Неудивительно, что при таком раздувании бюджета страны-участники уже не столько работают над проектом, сколько пытаются разобраться и «найти способы вернуться к более приемлемым срокам и затратам». 

Показательно, что по графику смогли работать лишь Россия и Китай. Что получится в результате — непонятно, но, похоже, будет долгострой.

В Германии запущен термоядерный реактор Wendelstein 7-X, который построен по принципу стелларатора, т. е. магнитное поле целиком формируется внешними катушками. С одной стороны, такое устройство реактора позволяет работать в стационарном режиме более длительное время, с другой — требуются сверхпроводящие магниты специальной формы, охлаждение жидким гелием и т. д.

Фото: rst-rostock.com

В результате отбраковки этих важных деталей в период 2003-2007 гг. проект был практически закрыт, а его стоимость возросла вдвое, до 1,06 миллиарда евро.

При этом рапорт о запуске весьма условен: доработка охлаждаемых диверторов с учётом полноценной работы требует ещё пару лет как минимум, и сейчас на 2019 год планируются испытания лишь продолжительными импульсами. Глава проекта, профессор Томас Клингер, ранее признавал, что практический результат стоит ожидать не ранее второй половины XXI века.

А что происходит у нас?

Про успехи атомной энергетики, в частности — про реакторы на быстрых нейтронах, «Политическая Россия» писала не раз, как и про перспективы: пока «развитые страны» закрывают свои реакторы из-за окончания сроков эксплуатации и «зелёной» пропаганды, российская отрасль развивается. Причём не только количественно, но и качественно: Россия совершила рывок в решении проблемы управляемой термоядерной реакции: в новосибирском Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера осуществлён нагрев плазмы до 10 млн градусов в газодинамической ловушке.

Зам. директора ИЯФ по научной работе Александр Иванов поясняет прорыв:

«Разогрев плазму в пять раз горячее, чем это удавалось раньше, мы не просто добавили количественное значение, мы совершили качественный скачок. По аналогии со спортом, мы не просто "пробежали дистанцию" на доли секунды быстрее, мы как бы оторвались от беговой дорожки и полетели».

Такое сравнение становится понятным, если учесть, что при увеличении времени нагрева плазмы её температура существенно вырастет, а размер установки — значительно меньше классических токамаков. Поэтому учёные ИЯФ СО РАН готовы предложить вместо долгостроя ИТЭР более привлекательный в коммерческом отношении проект, в котором плазма удерживается при помощи газодинамических ловушек (ГДМЛ). 

Даже на стадии проекта темой уже заинтересовались в Японии, США и Китае. Кратко перечислим преимущества использования ГДМЛ:

• большая плотность энергии плазмы (в 5-10 раз);

• форма в виде прямой трубы значительно упрощает обслуживание и ремонт;

• в случае сбоя поток частиц по-прежнему направлен в штатную ловушку, а не прожигает стенку;

• возможность прямого преобразования энергии, без тепловой машины;

• в отдалённой перспективе — наработки для плазменных двигателей.

Таким образом, кратко ситуацию по современным реакторам можно описать следующим образом: США сворачивают разработки, Европа их откладывает при одновременном удорожании проектов и лишь Россия выбивается из мировой тенденции, не только продолжая массово строить уже известные модели реакторов, но и разрабатывая новые. 

Как мы были первыми в мире в этом отношении в 50-60-х годах, так уверенно и возвращаем свой статус.

Автор: Андрей Борцов

Источник

29Пальм
Блог Павла Аксенова. Российские ядерные реакторы стали лучшими в мире. Фото - euro-fusion.org Блог Павла Аксенова. Российские ядерные реакторы стали лучшими в мире. Фото - euro-fusion.org

Добавить комментарий




em1em2em3em4em5em6em7em8em9em10em11em12em13em14em15em16em17em18em19em20em21em22em23em24em25em26em27em28em29em30em31em32em33em34em35em36em37em38em39em40em41em42em43em44em45em46em47

Введите код указанный на картинке:

captcha
Подождите, идет проверка кода...
Авторизируйтесь или зарегистрируйтесь, если у Вас еще нет аккаунта, и Вам не придется вводить код подтверждения.
x
АВТОРИЗАЦИЯ