L'Istituto Kurchatov ha eseguito il lancio fisico di un reattore termonucleare ibrido T-15MD profondamente modernizzato. Il setup sperimentale è destinato alla ricerca e allo sviluppo di tecnologie promettenti, che possono poi essere utilizzate in progetti nazionali e internazionali.
Cerimonia solenne
Il lancio della mega-unità T-15MD, costruita presso l'NRC "Kurchatov Institute", è avvenuto il 18 maggio. In considerazione dell'elevata importanza di questo progetto, il lancio è stato effettuato nell'ambito di una cerimonia solenne con la partecipazione del Primo Ministro Mikhail Mishustin, del Ministro dell'Istruzione e della Scienza Valery Falkov e di altri funzionari. Agli ospiti è stato affidato il compito di premere il simbolico pulsante di avvio.
Secondo il premier, il reattore T-15MD è la prova dell'alto livello tecnologico del nostro Paese. Il suo lancio è stato un grande evento non solo per la Russia, ma per il mondo intero. Anche M. Mishustin ha osservato che la creazione di una nuova fonte di energia affidabile e potente contribuirà all'ulteriore sviluppo di molte industrie.
Il presidente dell'Istituto Kurchatov Mikhail Kovalchuk ha affermato che la scienza russa è in grado di approfondire la ricerca sull'energia termonucleare. Ciò richiede la modernizzazione della base di ricerca e produzione. In passato, il nostro paese è stato in grado di realizzare tali progetti senza assistenza straniera, producendo autonomamente tutti i prodotti e i componenti necessari.
La leadership del progetto termonucleare internazionale ITER ha assistito al lancio del T-15MD tramite collegamento video. Il CEO Bernard Bigot ha ringraziato il governo russo per il grande aiuto della nostra unità ITER. L'industria russa, a sua volta, ha ricevuto gratitudine per l'alta qualità delle tecnologie implementate nel progetto comune.
Dopo una profonda modernizzazione
La struttura di confinamento magnetico al plasma toroidale T-15 è stata costruita presso l'Istituto Kurchatov alla fine degli anni '80. Nella sua fabbricazione sono stati utilizzati i progetti esistenti del reattore T-10M. Dal 1988 sono stati effettuati vari esperimenti di confinamento del plasma sul nuovo impianto T-15. A quel tempo, l'installazione sovietica era una delle più grandi e potenti del mondo.
Nonostante tutte le difficoltà di quel periodo, la ricerca continua fino alla metà degli anni novanta. Nel 1996-98. la mega-unità T-15 ha subito il primo ammodernamento. Il progetto del reattore è stato finalizzato e anche il programma per la ricerca futura è stato adeguato. Ora l'installazione è stata progettata per essere utilizzata per testare soluzioni e idee proposte per l'implementazione nel progetto internazionale ITER.
Nel 2012, il reattore T-15 è stato temporaneamente dismesso in relazione ai piani per una profonda modernizzazione. Come parte di questo progetto, il tokamak avrebbe dovuto ricevere un nuovo sistema elettromagnetico, una nuova camera a vuoto, ecc. L'aumento del fabbisogno energetico doveva essere soddisfatto da un nuovo sistema di alimentazione. Si trattava infatti di una radicale ristrutturazione dell'impianto esistente con la sostituzione di tutti i principali impianti.
La principale modernizzazione del reattore nell'ambito del progetto T-15MD è stata completata l'anno scorso, dopo di che sono iniziati i lavori di messa in servizio. Di recente, il processo di aggiornamento è stato completato con successo e ha avuto luogo un lancio fisico. Allo stesso tempo, il processo di sviluppo della base scientifica e tecnica non si ferma. Ad aprile si è saputo che nel 2021-24. il tokamak esistente sarà integrato con nuovi sistemi per vari scopi.
Queste misure aiuteranno a modellare l'aspetto finale della megainstallazione T-15MD e ad ottenere tutte le funzionalità necessarie. La messa in servizio completa, consentendo tutti gli esperimenti necessari, avverrà nel 2024.
Nuovi principi
Nel corso della modernizzazione, il reattore T-15MD ha ricevuto una serie di nuovi sistemi, ma la sua architettura generale e i principi operativi non hanno subito cambiamenti fondamentali. Come prima, il tokamak deve creare e mantenere un filamento di plasma utilizzando un campo magnetico. Il reattore forma un filamento con un allungamento di 2, 2 e una corrente di plasma di 2 MA in un campo magnetico di 2 T. Durata del funzionamento continuo - fino a 30 s.
Modernizzazione 2021-24 si svolgerà in due fasi. Nell'ambito del primo, sul T-15MD verranno installati tre iniettori atomici veloci con una potenza totale di 6 MW e cinque girotroni da 5 MW. Quindi, verrà introdotto un sistema di riscaldamento ibrido inferiore e mantenimento della corrente al plasma, nonché un sistema di riscaldamento ione-ciclotrone con una capacità rispettivamente di 4 e 6 MW.
Come risultato della modernizzazione, il reattore è diventato ibrido. In scomparti speciali nel cosiddetto. la coperta si propone di posizionare il combustibile nucleare - il torio-232 viene utilizzato come tale. Durante il funzionamento del reattore, il combustibile deve ritardare il flusso di neutroni ad alta energia proveniente dal cordone. In questo caso, il torio-232 viene trasmutato in uranio-233.
L'isotopo risultante può essere utilizzato come combustibile per centrali nucleari. In questo ruolo, non è inferiore all'uranio-235 tradizionale, ma si confronta favorevolmente con un'emivita più breve dei rifiuti. Ulteriori vantaggi sono associati al fatto che il torio è più abbondante nella crosta terrestre ed è significativamente più economico dell'uranio.
In teoria, un tokamak ibrido può essere utilizzato anche per trasmutare rifiuti ad alta attività. L'uranio-238 o altri componenti del combustibile nucleare esaurito possono essere convertiti in altri isotopi, incl. per la produzione di nuovi gruppi di combustibili. Un altro caso d'uso per un impianto ibrido è la costruzione di una centrale elettrica. In questo caso, nella coperta deve circolare un liquido di raffreddamento, che garantisce il trasferimento di energia al generatore.
Pertanto, l'aspetto sviluppato e implementato del reattore ibrido consente di risolvere diversi problemi contemporaneamente. Può essere utilizzato per la produzione di energia, nonché per il rilascio di combustibile nucleare o per il trattamento dei rifiuti. Gli scienziati devono confermare la realtà di tale operazione del reattore, nonché determinarne le prestazioni reali, incl. economico.
Obiettivi e prospettive
Le principali soluzioni progettuali del tokamak e i principi del suo funzionamento sono ben studiati ed elaborati. Ciò consente di progettare nuovi reattori più efficienti, nonché di condurre esperimenti con l'obiettivo di ottenere reali risultati tecnici, energetici ed economici. Questi sono i compiti che possono essere risolti con l'aiuto della megainstallazione ibrida modernizzata T-15MD.
L'avvio fisico del nuovo reattore è avvenuto, ma la sua piena e completa operatività sarà possibile solo nel 2024, quando la produzione e l'installazione dei nuovi sistemi saranno completate. Ciò significa che a metà del decennio ci saranno esperimenti che forniranno le informazioni necessarie. Permetterà di determinare i modi più redditizi per sviluppare l'intera direzione, e non solo nel quadro della scienza russa, ma anche nel programma internazionale ITER.
Pertanto, i nostri scienziati ricevono l'attrezzatura scientifica più moderna e con essa l'opportunità di continuare esperimenti audaci con uno sguardo al futuro. È del tutto possibile che questa volta la nuova ricerca si concluda con i risultati desiderati, grazie ai quali l'umanità riceverà una fonte di energia fondamentalmente nuova e la Russia mostrerà ancora una volta il più alto potenziale della sua scienza.
