تركيب الملف اللولبي المركزي T-15 ، 80s

قام مركز أبحاث معهد كورشاتوف بتفكيك مفاعل أبحاث T-15 القديم في مبنى المعهد ، والآن يتم بناء مصنع هجين جديد على أساسه.

"توكاماك الهجين يسمى الآن T-15MD. هذا تركيب كبير ، في نهاية العام يجب علينا تجميعه في موقع T-15 القديم في هذا المبنى [من معهد كورشاتوف]. قال بيتر خفوستينكو ، مشرف مجمع كورشاتوف للطاقة النووية الحرارية وتقنيات البلازما: "لقد قمنا بتفكيك ذلك [التركيب القديم] ، ونقوم ببناء تركيب جديد على أساسه".

سيتم تجميع مفاعل جديد بحلول نهاية عام 2018 ، ومن المقرر الإطلاق الفعلي في عام 2020. وستحدد التقنيات "اللازمة لمصدر نيوتروني نووي حراري خصيصًا لمفاعل هجين".

أصبح T-15 في ذلك الوقت أحد النماذج الأولية في العالم لمفاعل نووي حراري صناعي يستخدم مغناطيسات فائقة التوصيل للتحكم في البلازما. أظهر مفاعل بغرفة حلقية قياسية ذات نصف قطر كبير يبلغ 2.43 م ونصف قطر صغير يبلغ 0.7 م أن الفيزياء السوفييتية على الطريق الصحيح للحصول على الاندماج النووي الحراري.


Tokamak T-15 - تركيب حلقي للحبس المغناطيسي البلازما. تم تطويره بواسطة Vasmili Andreevich Glukhikh (الآن أكاديمي في الأكاديمية الروسية للعلوم)

تلقت T-15 أول بلازما حرارية نووية في عام 1988 واستمرت في العمل حتى عام 1995.

المفاعلات النووية الحرارية التجريبية

إن الاندماج النووي الحراري الموجه هو الكأس المقدسة الحقيقية للطاقة. إذا تعلم الفيزيائيون الاحتفاظ بالبلازما في مصيدة مغناطيسية وإنفاق طاقة أقل على المغناطيسات مما يتم إطلاقه نتيجة للتفاعل ، فعندئذ سيتلقى الجنس البشري مصدرًا لا ينضب تقريبًا للطاقة النظيفة ، ويمكن نسيان الوقود الأحفوري من الهيدروكربونات واليورانيوم ، خاصة وأن احتياطياتها لن تكون كافية لفترة طويلة . وفقا للعلماء ، فإن احتياطيات اليورانيوم -235 ستدوم 50-70 سنة فقط للبشرية ، لذا فإن بناء أنواع تقليدية جديدة من محطات الطاقة النووية أمر غير منطقي الآن.

من الواضح لبعض الخبراء أن المستقبل يكمن في الاندماج النووي الحراري . جرت محاولات لإنشاء مفاعل نووي حراري عامل بشكل متكرر. منذ عام 2007 ، بدأ العمل في بناء مفاعل نووي حراري تجريبي دولي (ITER) ، لكن المشروع خسر بشكل كبير 5 مليارات دولار ، وتم تأجيل المواعيد النهائية بشكل متكرر.

اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية هو أحد منظمي مشروع ITER ، والآن أصبحت المنظمات العلمية الروسية مسؤولة عن تصنيع 25 نظامًا. مركز التكامل للمشاركين الأجانب في مشروع ITER هو معهد الفيزياء النووية (INP) التابع لفرع سيبيريا للأكاديمية الروسية للعلوم ، حيث سيجمعون ويختبرون عناصر من مكونات مصنعة في بلدان مختلفة. من المخطط استلام البلازما الأولى في ITER في عام 2025.


أول توكاماك T-1 في العالم تم بناؤه عام 1954

وتجري أيضًا تجارب أخرى مع الاندماج. على سبيل المثال ، في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، إلى جانب أنظمة كومنولث فيوجن ، بدأوا في بناء نموذج أولي لمفاعل نووي حراري بمغناطيس قوى عظمى أصغر بكثير (باستخدام موصل فائق YBCO ، yttrium-barium-copper oxide). بادئ ذي بدء ، تعتزم MIT إنتاج نموذج أولي لمفاعل 100 ميجاوات ، بقياس 1/65 فقط من ITER ، في 10 سنوات. ستعطي الطاقة في نبضات مدتها 10 ثوانٍ - ليس من المخطط تحويل الحرارة إلى كهرباء ، لكن العلماء يقدرون أن الطاقة الموردة ستكون حوالي ضعف تكلفة تسخين البلازما. بعد ذلك ، سيبدأ بناء مفاعل بقوة 200 ميغاواط بمولد يوفر الكهرباء للشبكة المشتركة. إذا تم الانتهاء من المشروع بنجاح خلال الفترة المعلنة لمدة 15 عامًا ، فقد يكون هذا هو الأول في محطة الطاقة الاندماجية الواقعية في العالم.

إلى جانب الطاقة المتجددة ، تعد الطاقة النووية الحرارية الأمل الحقيقي للبشرية لتلبية الاحتياجات المتزايدة للطاقة.
يوجد الآن أكثر من اثني عشر مشروعًا تجريبيًا في العالم:

• Wendelstein 7-x
• MegaJoule الليزر
• مرفق الاشتعال الوطني
• الانصهار MagLIF
• الشرق (توكاماك الصينية)
• لوكهيد مارتن الانصهار المدمج
• طاقة الهيليون
• ثلاثي الطاقة ألفا
• الانصهار العام
• الضوء الأول
• Tokamak Energy ( بدء تشغيل اللغة الإنجليزية )
• فيزياء البلازما لورنسفيل
• وغيرهم

مفاعل T-15MD الهجين الحراري النووي

يتلقى مفاعل نووي حراري هجين طاقة من انحلال ذرة (مثل محطة طاقة نووية عادية) ومن الاندماج ، أي أنه يجمع بين مبادئ الطاقة النووية والنووية الحرارية

سيعمل جهاز T-15MD الهجين على الثوريوم ، وهو أرخص ولديه احتياطيات أكثر من اليورانيوم. فرقه الرئيسي من مفاعل نووي حراري هو أن المفاعل الهجين لا يحتاج إلى تلقي درجات حرارة عالية جدًا للحصول على الطاقة.

وفقًا للوصف الفني ، سيكون لتركيب T-15MD تكوين ممدود لسلك بلازما بنسبة عرض إلى ارتفاع 2.2 ، وتيار بلازما يبلغ 2 MA في مجال مغناطيسي حلقي من 2 T مع نظام تدفئة إضافي شبه ثابت بقدرة إجمالية تصل إلى 20 ميجاوات. تم تصميم التركيب لمدة نبضة تصل إلى 30 ثانية.

حاليا ، تحديث تركيب T-15MD في مرحلة التحضير للإطلاق المادي لتوكاماك.