JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию
03.06.2018 26 0 0 tnenergy

JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию

---
0
В закладки

Крупнейший в мире токамак JET после 18 месяцев подготовки и ремонта восстанавливает работу с целью начать в следующем году запуски с реальной дейтерий-тритиевой плазмой. Подобные эксперименты не проводились на токамаках с середины 90х годов и пришло время накопившиеся новые идеи экспериментально.

JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию трития, плазмы, экспериментов, работы, время, будет, примерно, камеры, после, подготовки, термоядерной, также, поэтому, здесь, мощности, площадке, системы, установке, конструкции, течении

Композиционное изображение камеры токамака JET (диаметром около 8 метров) и плазмы во время экспериментов.

Именно здесь, на JET в 1997 году был поставлен рекорд мощности термоядерной реакции для магнитных ловушек - 16 мегаватт в течении примерно 100 миллисекунд. Длительность тогда, впрочем, ограничивалась длительностью работы системы инжекции нейтралов, отвечающей за внешний нагрев плазмы. Сегодня эти ограничения гораздо мягче, поэтому есть планы продержать 16-мегаваттное горение в течении ~5 секунд. Опять же, дольше нельзя, т.к. есть определенный лимит на общее облучение конструкции вакуумной камеры термоядерными нейтронами.


JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию трития, плазмы, экспериментов, работы, время, будет, примерно, камеры, после, подготовки, термоядерной, также, поэтому, здесь, мощности, площадке, системы, установке, конструкции, течении

Профили рекордных по мощности термоядерных экспериментов и планируемое будущее

Важным изменением по сравнению с 1997 стал перевод реактора на полностью металлическую облицовку - исчезли углепластиковые и графитовые элементы. Последние в свое время помогли снизить загрязнение плазмы материалами с высокими атомными номерами и пройти так называемый “радиационный барьер” на пути к термоядерным температурам. Однако, со временем стало понятно, что металлическая стенка с точки зрения эксплуатации все же лучше - меньше пыли, меньше “застревающего” в конструкции трития.

JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию трития, плазмы, экспериментов, работы, время, будет, примерно, камеры, после, подготовки, термоядерной, также, поэтому, здесь, мощности, площадке, системы, установке, конструкции, течении

Элемент дивертора ИТЭР, недавно изготовленный европой - облицовка из вольфрамовых блоков и активное охлаждение. На прямую часть приходится (под острым углом) поток плазмы мощностью 5-10 мегаватт/м^2

Кроме взаимодействия трития с перспективной (запланированной и на ИТЭР) полнометаллической стенкой, будут также проверены решения по подавлению ELM-неустойчивостей с помощью специальных пушек, стреляющих замороженными дробинками из DT-смеси, ну и множество идей токамачников по поведению плазмы.

В ходе “экспериментальной DT кампании №2 - DTE-2” также, впервые в истории, планируются плазменные эксперименты на чистом тритии. Поскольку отношение заряд/масса у трития в полтора раза больше, чем у дейтерия, на множестве явлений, чувствительных к этому отношению, можно будет сравнить моделирование и эксперимент.


По планам ближайшие несколько месяцев произойдет пуско-наладка машины, а затем примерно 5-месячная калибровочная серия физических экспериментов на дейтерии. После примерно 1-месячной проверки атомным надзором Великобритании готовности всех систем к работе с тритием начнется 3-х месячная физическая TT программа. Далее последуют дополнительные тренировки по безопасности, еще одна приемка, и наконец - сама четырехмесячная DTE-2.

Самый первый запуск JET после перерыва на водородной плазме. Ускорено в 40 раз.

Долгий и сложный заход в эту программу экспериментов связан как с неприятностью самого трития, так и с наведенной радиоактивностью в результате термоядерной реакции.


Тритий - легколетучий, как любой водород, пожароопасный и крайне радиоактивный газ. Для работы с ним приходится все оборудование устанавливать в герметичные перчаточные ящики, трубопроводы окружать герметичными вторыми оболочками, здание оборудовать системой понижения давления (чтобы снизить вероятность утечки наружу) и уменьшения содержания кислорода (для предотвращения пожаров, которые будут ночным кошмаром в случае трития). Всего на площадке может находится не больше 20 грамм трития, хранимого в виде гидрида(трейтида?) урана, и выдаваемого в систему нагревов. Но сожжено во всех экспериментах будет всего порядка 1 миллиграмма. Такая большая разница между “складом” и потребностями объясняется тем, что при проходе через плазму сгорает очень небольшая доля трития, а остальное, к сожалению загрязняется дейтерием и протием, после чего смесь надо отправлять на разделение изотопов - а этой системы на площадке JET нет.


JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию трития, плазмы, экспериментов, работы, время, будет, примерно, камеры, после, подготовки, термоядерной, также, поэтому, здесь, мощности, площадке, системы, установке, конструкции, течении


Второй важнейшей инженерной задачей здесь (и в будущем - на ИТЭР) станет работа с активированной конструкцией. В конце DTE-2 радиационный фон в центре вакуумной камеры достигнет 80 мЗв/ч (8 рентген в час), поэтому для работы внутри будет применятся телеуправляемая робототехника. В ходе подготовки на ней уже тренировались в замене плиток, установке новых, установке различных датчиков и т.п.

JET начинает новую дейтерий-тритиевую кампанию трития, плазмы, экспериментов, работы, время, будет, примерно, камеры, после, подготовки, термоядерной, также, поэтому, здесь, мощности, площадке, системы, установке, конструкции, течении

Телеуправляемый робот внутри JET

На мой взгляд, подобный программы с одной стороны важны для подготовки запуска полноценной дейтерий-тритиевой кампании на ИТЭР, а с другой стороны подчеркивают невероятные сложности по работе с DT-реакцией. В условиях, когда термоядерная энергетика не является “спасительной соломинкой” для цивилизации, сложно ожидать ставки на DT-реакторы.


уникальные шаблоны и модули для dle
Комментарии (0)
Добавить комментарий
Прокомментировать
Еще один термоядерный стартап получает финансирование
Пару недель назад СМИ заполонили новости о создании нового термоядерного стартапа Commonwealth Fusion Systems, который получил начальные инвестиции в 50 млн долларов от
Фотоапдейт по ИТЭР
Пока вы ждете пуска Falcon Heavy Понравилась мне одна фотография ИТЭР из свежих, и решил я сделать некий обзор. Ну сначало она, фотография: Здесь показан цилиндр
Обзор термоядерных стартапов мира, часть I
Думаю, очень полезным будет сделать обзор стартапов работающих в области термоядерной энергии. Почему стартапов, а не университетских научных команд, скажем? Стартап -
О длинном термоядерном реакторе
Для концепции термоядерных реакторов на базе открытых ловушек (моя статьи про них, ну и в целом по тегу), как и для всех остальных существует такая дилема - реактор на
Термоядерный токамак-стартап
Популярный сайт околоатомных новостей world nuclear news пишет про запуск (первую плазму) токамака ST40, принадлежащего частной английской компании Tokamak
Новый российский токамак
В этом году в Курчатовском институте ожидают поступление ключевых элементов нового токамака Т-15МД: вакуумной камеры с уже смонтированной магнитной системой. Хотя проект