库尔恰托夫研究所正准备发射T-15MD混合托卡马克


安装80年代中央T-15电磁铁

库尔恰托夫研究所研究中心拆除了该研究所大楼中的旧T-15研究堆,现在正在其基础上建造新的混合动力工厂。

“混合托卡马克现在称为T-15MD。 这是一个很大的装置,到今年年底,我们必须在[库尔恰托夫研究所]这座大楼的旧T-15现场组装它。 我们拆除了[旧装置],我们在其基础上建造了一个新装置,”热核能和等离子体技术的库尔恰托夫综合体主管Petr Khvostenko

新反应堆将在2018年底之前组装,预计于2020年进行物理发射。 它将制定出“对于混合动力反应堆专用的热核中子源来说必不可少的技术”。

当时,T-15成为了世界上最早的工业热核反应堆原型之一,该反应堆使用超导磁体控制等离子体。 具有大半径2.43 m和小半径0.7 m的标准环形室的反应堆表明,苏联物理学正朝着获得热核聚变的方向发展。


Tokamak T-15-环形安装,用于磁等离子体限制。 由Vasmili Andreevich Glukhikh(现为俄罗斯科学院院士)开发

T-15于1988年获得了首个热核等离子体,并一直工作到1995年。

实验性热核反应堆


引导热核聚变是能源的真正圣杯。 如果物理学家学会将等离子体保存在磁阱中,并且在磁体上花费的能量少于反应所释放的能量,那么人类将获得几乎取之不尽的清洁能源,并且碳氢化合物和铀的化石燃料将被遗忘,特别是因为它们的储量在很长一段时间内还不够。 根据科学家的说法,铀235的储量仅能维持人类50-70年,因此建设新型常规类型的核电站现在是不合理的。

对于某些专家而言,显而易见的是, 未来将存在于热核聚变中 。 已经多次尝试创建有效的热核反应器。 自2007年以来,ITER(国际实验性热核反应堆)的建设一直在进行中,但该项目已损失了50亿美元的巨额资金,并且最后期限被一再推迟。

苏联是国际热核实验堆项目的组织者之一,现在俄罗斯的科学组织负责制造25套系统。 ITER项目外国参与者的整合中心是俄罗斯科学院西伯利亚分校的核物理研究所(INP),他们将在其领土上组装和测试来自不同国家制造的组件的元件。 计划在2025年接收ITER的第一批等离子体。


1954年建成的世界上第一架T-1托卡马克

其他融合实验也在进行中。 例如,他们在麻省理工学院与英联邦融合系统公司一起, 开始了一个热核反应堆工作原型的构建,该核反应堆具有体积更小的超级功率磁体(使用超导体YBCO,钇钡钡铜氧化物)。 首先,麻省理工学院打算在10年内生产100兆瓦反应堆的原型,仅测量ITER的1/65。 它会以10秒的脉冲发出能量-尚无计划将热量转换为电能,但是科学家估计,所提供的能量将是加热等离子体的成本的两倍左右。 然后,一台200 MW反应堆的建造将从一台发电机开始,该发电机向公共网络供电。 如果该项目在声明的15年内成功完成,那么这可能是世界上第一个现实生活中的聚变电站。

与可再生能源一起,热核能是人类满足不断增长的能源需求的最真实希望。
现在,世界上有十几个实验项目:

  • 温德尔斯坦7-x
  • 兆焦激光
  • 国家点火设施
  • MagLIF融合
  • 东(中国托卡马克)
  • 洛克希德·马丁公司紧凑融合
  • Helion能量
  • 三阿尔法能量
  • 一般融合
  • 初光
  • 托卡马克能源公司( 英语启动
  • 劳伦斯维尔等离子体物理学
  • 其他

T-15MD混合热核反应堆


混合热核反应堆既从原子的衰变(如普通核电站)也从聚变接收能量,也就是说,它结合了核能和热核能的原理

T-15MD混合托卡马克将在on上运行,or比铀便宜且储量更多。 它与热核反应堆的主要区别在于,混合反应堆不需要接受超高温就能获得能量。

根据技术说明 ,T-15MD设备将具有长宽比为2.2的等离子线的细长配置,在2 T的环形磁场中具有2 MA的等离子流,并带有准静态附加加热系统,总功率最高为20 MW。 该设备的设计脉冲持续时间最长为30 s。

目前,T-15MD装置的现代化正处于准备发射托卡马克的阶段。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN412353/


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