Tokamak JET Meluncurkan Kampanye Deuterium Tritium Baru

Setelah 18 bulan persiapan dan perbaikan, tokamak JET terbesar di dunia mengembalikan pekerjaan dengan tujuan memulai peluncuran dengan plasma deuterium-tritium tahun depan, mis. peluncuran termonuklir nyata. Eksperimen semacam itu belum dilakukan di tokamaks sejak pertengahan 90-an, dan sekarang saatnya untuk menguji akumulasi ide-ide baru secara eksperimental.


Gambar komposit ruang vakum JAM tokamak (diameter sekitar 8 meter) dan plasma selama percobaan.

Di sinilah, di JET pada tahun 1997, bahwa rekor ditetapkan untuk daya reaksi termonuklir untuk perangkap magnetik - 16 megawatt selama sekitar 100 milidetik. Namun, durasi itu dibatasi oleh durasi pengoperasian sistem injeksi netral , yang bertanggung jawab untuk pemanasan eksternal plasma. Hari ini, pembatasan ini jauh lebih ringan, jadi ada rencana untuk tetap membakar 16 megawatt selama ~ 5 detik. Sekali lagi, tidak lagi, karena Ada batas tertentu untuk total iradiasi desain ruang vakum oleh neutron termonuklear.



Profil kekuatan percobaan fusi yang memecahkan rekor dan masa depan yang direncanakan

Perubahan penting dibandingkan dengan 1997 adalah transfer reaktor ke kelongsong semua logam - elemen serat karbon dan grafit menghilang. Yang terakhir pada satu waktu membantu mengurangi polusi plasma dengan bahan-bahan dengan nomor atom tinggi dan melewati apa yang disebut "penghalang radiasi" dalam perjalanan ke suhu termonuklir. Namun, seiring waktu menjadi jelas bahwa dinding logam dari sudut pandang operasi masih lebih baik - lebih sedikit debu, lebih sedikit "terjebak" dalam struktur tritium. Hal ini terutama berlaku untuk divertor - elemen yang digunakan untuk "mengalirkan" plasma untuk menghilangkan panas dan polusi dari wilayah reaksi termonuklir.


Divertor ITER yang baru-baru ini diproduksi oleh Eropa adalah cladding blok tungsten dan pendinginan aktif. Bagian langsung menyumbang (pada sudut akut) aliran plasma dengan kekuatan 5-10 megawatt / m ^ 2

Selain interaksi tritium dengan dinding full-metal yang menjanjikan (direncanakan di ITER), solusi untuk menekan ketidakstabilan ELM menggunakan senjata khusus yang menembakkan pelet beku dari campuran DT, serta banyak ide tokamachik tentang perilaku plasma, juga akan diuji.

Selama "kampanye DT eksperimental # 2 - DTE-2" juga, untuk pertama kalinya dalam sejarah, eksperimen plasma pada tritium murni direncanakan. Karena rasio massa / muatan tritium adalah satu setengah kali lebih besar daripada deuterium, maka akan mungkin untuk membandingkan simulasi dan percobaan pada rangkaian fenomena yang peka terhadap rasio ini.

Menurut rencana untuk beberapa bulan ke depan, commissioning mesin akan terjadi, dan kemudian sekitar 5 bulan kalibrasi percobaan fisik pada deuterium. Setelah sekitar 1 bulan verifikasi oleh supervisi atom Inggris dari kesiapan semua sistem untuk bekerja dengan tritium, program TT fisik 3 bulan akan dimulai. Ini akan diikuti oleh pelatihan keselamatan tambahan, satu trik lagi, dan akhirnya, DTE-2 empat bulan itu sendiri.


Peluncuran JET pertama setelah istirahat dalam plasma hidrogen. Diperlambat 40 kali.

Entri yang panjang dan sulit ke dalam program eksperimen ini dikaitkan baik dengan gangguan tritium itu sendiri maupun dengan radioaktivitas yang diinduksi sebagai hasil dari reaksi termonuklir.

Tritium adalah gas yang mudah menguap, seperti hidrogen, mudah terbakar dan sangat radioaktif. Untuk mengatasinya, Anda harus memasang semua peralatan dalam kotak sarung tangan kedap udara, mengelilingi pipa dengan cangkang kedap udara kedua, melengkapi bangunan dengan sistem pengurangan tekanan (untuk mengurangi kemungkinan kebocoran ke luar) dan pengurangan oksigen (untuk mencegah kebakaran, yang akan menjadi mimpi buruk jika terjadi tritium). Secara total, tidak lebih dari 20 gram tritium, disimpan dalam bentuk hidrida (treytide?) Dari uranium, dan dikirim ke sistem pemanas yang dapat ditemukan di situs. Tetapi dibakar dalam semua percobaan hanya sekitar 1 miligram. Perbedaan besar antara "gudang" dan kebutuhan dijelaskan oleh fakta bahwa ketika melewati plasma sebagian kecil dari tritium terbakar, dan sisanya, sayangnya, terkontaminasi dengan deuterium dan protium, setelah itu campuran harus dikirim ke pemisahan isotop - tetapi sistem ini tidak ada di lokasi JET.


Nilai dosis yang dihitung (radioaktivitas) nilai di dalam ruang vakum JET sebagai akibat dari aktivasi termonuklir. Namun, aktivasi semacam itu dengan cepat turun 2-3 kali lipat.

Tugas rekayasa terpenting kedua di sini (dan di masa depan - di ITER) adalah bekerja dengan desain yang diaktifkan. Pada akhir DTE-2, latar belakang radiasi di tengah ruang hampa udara akan mencapai 80 mSv / jam (8 x-ray per jam), sehingga robotik telekontrol akan digunakan untuk bekerja di dalam. Selama persiapan, mereka sudah dilatih untuk mengganti ubin, memasang yang baru, memasang berbagai sensor, dll.


Robot yang dikendalikan dari jarak jauh di dalam JET. Itu digunakan selama pembongkaran elemen yang diaktifkan setelah DTE-1.

Akhirnya, satu lagi ide "modis" harus disebutkan - dinding liquid-lithium, yang memecahkan banyak masalah teknik mengenai ketahanan lapisan kamera terhadap efek merusak dari neutron dan plasma: interaksi antara dinding dan plasma deuterium-tritium akan diuji untuk pertama kalinya di JET.

Menurut pendapat saya, program semacam itu, di satu sisi, penting untuk mempersiapkan peluncuran kampanye deuterium-tritium penuh pada ITER, dan di sisi lain, mereka menekankan kesulitan luar biasa dalam bekerja dengan reaksi DT. Dalam kondisi ketika energi termonuklir bukan "sedotan" bagi peradaban, sulit untuk mengharapkan laju reaktor DT.