Después de 18 meses de preparación y reparación, el tokamak JET más grande del mundo restaura el trabajo con el objetivo de comenzar los lanzamientos con plasma de deuterio-tritio el próximo año, es decir. Lanzamientos termonucleares reales. Tales experimentos no se han realizado en tokamaks desde mediados de los 90, y es hora de probar las nuevas ideas acumuladas experimentalmente.
Imagen compuesta de una cámara de vacío JET tokamak (aproximadamente 8 metros de diámetro) y plasma durante los experimentos.Fue aquí, en JET en 1997, donde se estableció un récord para la potencia de reacción termonuclear de las trampas magnéticas: 16 megavatios durante aproximadamente 100 milisegundos. Sin embargo, la duración estaba limitada por la duración del funcionamiento
del sistema de inyección neutral , que es responsable del calentamiento externo del plasma. Hoy en día, estas restricciones son mucho más leves, por lo que hay planes para mantener ardiendo 16 megavatios durante ~ 5 segundos. De nuevo, ya no, porque Existe un cierto límite para la irradiación total del diseño de la cámara de vacío por neutrones termonucleares.
Perfiles de poder récord de experimentos de fusión y el futuro planificadoUn cambio importante en comparación con 1997 fue la transferencia del reactor a un revestimiento totalmente metálico: los elementos de fibra de carbono y grafito desaparecieron. Este último en un momento ayudó a reducir la contaminación por plasma con materiales con altos números atómicos y pasar la llamada "barrera de radiación" en el camino hacia temperaturas termonucleares. Sin embargo, con el tiempo se hizo evidente que la pared de metal desde el punto de vista de la operación es aún mejor: menos polvo, menos "atascado" en la estructura del tritio. Esto es especialmente cierto para el desviador, un elemento que se utiliza para "drenar" el plasma para eliminar el calor y la contaminación de la región de la reacción termonuclear.
El desviador ITER fabricado recientemente por Europa es un revestimiento de bloque de tungsteno y enfriamiento activo. La parte directa representa (en un ángulo agudo) el flujo de plasma con una potencia de 5-10 megavatios / m ^ 2Además de la interacción del tritio con una pared de metal completo prometedora (todo planeado e ITER), también se probarán soluciones para suprimir inestabilidades de ELM usando pistolas especiales que disparan gránulos congelados de la mezcla DT, así como muchas ideas de tokamachiks sobre el comportamiento del plasma.
Durante la "campaña experimental DT # 2 - DTE-2" también, por primera vez en la historia, se planean experimentos de plasma con tritio puro. Como la relación masa / carga del tritio es una vez y media mayor que la del deuterio, será posible comparar la simulación y experimentar el conjunto de fenómenos sensibles a esta relación.
De acuerdo con los planes para los próximos meses, se producirá la puesta en marcha de la máquina, y luego una serie de experimentos físicos de calibración de 5 meses sobre el deuterio. Después de aproximadamente 1 mes de verificación por la supervisión atómica del Reino Unido de la disponibilidad de todos los sistemas para trabajar con tritio, comenzará un programa de TT físico de 3 meses. Esto será seguido por capacitación adicional en seguridad, un truco más y, finalmente, el DTE-2 de cuatro meses.
El primer lanzamiento de JET después de una ruptura en plasma de hidrógeno. Disminuyó la velocidad 40 veces.Una entrada larga y difícil en este programa de experimentos está asociada tanto con la molestia del tritio como con la radiactividad inducida como resultado de una reacción termonuclear.
El tritio es un gas volátil, como cualquier hidrógeno, inflamable y extremadamente radiactivo. Para trabajar con él, debe instalar todo el equipo en cajas de guantes herméticas, rodear las tuberías con segundas conchas herméticas, equipar el edificio con un sistema de reducción de presión (para reducir la probabilidad de fugas hacia el exterior) y reducción de oxígeno (para evitar incendios, lo que será una pesadilla en caso de tritio). En total, no más de 20 gramos de tritio, almacenados en forma de hidruro (¿treytide?) De uranio, y entregados al sistema de calefacción se pueden ubicar en el sitio. Pero quemado en todos los experimentos será solo alrededor de 1 miligramo. Esa gran diferencia entre el "almacén" y las necesidades se explica por el hecho de que al pasar por el plasma se quema una fracción muy pequeña de tritio, y el resto, desafortunadamente, se contamina con deuterio y protio, después de lo cual la mezcla debe enviarse a la separación de isótopos, pero este sistema no está en el sitio JET.
Los valores calculados de la tasa de dosis (radiactividad) dentro de la cámara de vacío JET como resultado de la activación termonuclear. Sin embargo, dicha activación cae bastante rápidamente en 2-3 órdenes de magnitud.La segunda tarea de ingeniería más importante aquí (y en el futuro, en ITER) será trabajar con un diseño activado. Al final del DTE-2, el fondo de radiación en el centro de la cámara de vacío alcanzará 80 mSv / h (8 rayos X por hora), por lo que se utilizará la
robótica telecontrolada para trabajar en el interior. En el curso de la preparación, ya se entrenaron para reemplazar azulejos, instalar nuevos, instalar varios sensores, etc.
Robot controlado a distancia dentro de JET. Fue utilizado durante el desmantelamiento de elementos activados después de DTE-1.Finalmente, debe mencionarse una idea más "de moda": paredes de litio líquido, que resuelven muchos problemas de ingeniería con respecto a la resistencia del revestimiento de la cámara a los efectos dañinos de los neutrones y el plasma: la interacción de dicha pared y plasma de deuterio-tritio se probará por primera vez en JET.
En mi opinión, tales programas, por un lado, son importantes para preparar el lanzamiento de una campaña completa de deuterio-tritio en ITER, y por otro lado, enfatizan las increíbles dificultades para trabajar con la reacción DT. En condiciones en las que la energía termonuclear no es un "colmo" para la civilización, es difícil esperar tasas en los reactores DT.