#токамак

Российские исследователи собираются ускорить создание материалов, необходимых для строительства атомных реакторов. Сейчас испытания занимают до десяти лет, но с помощью ионного ускорителя разработчики смогут сократить их до трех месяцев. 

В основе мечты человечества об управляемом термоядерном синтезе — источнике практически неисчерпаемой и чистой энергии — лежит способность создавать и удерживать вещество в экстремальном состоянии, называемом плазмой, при температурах в сотни миллионов градусов. Наиболее перспективным устройством для этого является токамак — тороидальная (в форме «пончика») магнитная ловушка. Чтобы управлять плазмой и не дать ей коснуться...

Токамак с реакторными технологиями — экспериментальная установка, которая позволяет изучать квазистационарные физические процессы, поведение плазмы, отрабатывать различные методы нагрева плазмы, испытывать новые методы диагностики и осваивать тритиевую технологию. В России планируют начать строительство токамака уже в 2027 году.

Высокоскоростная цветная камера, способная снимать 16 000 кадров в секунду, зафиксировала яркий момент ядерного синтеза внутри ST40 — сферического токамака компании Tokamak Energy. Видео, представленное британским стартапом, позволяет наблюдать светящийся розовый край дейтериевой плазмы, а также зелено-желтые полосы ионов лития, движущиеся внутри магнитной «ловушки».

Коллектив ученых из Национального исследовательского центра «Курчатовский институт», МФТИ и МИФИ представил усовершенствованную концепцию оптоволоконного датчика для измерения тока плазмы в токамаке Т-15МД. Предложенная схема, основанная на тонких физических эффектах и синергии методик обработки экспериментальных сигналов, взятых из разных областей физики, способна избавиться от недостатков традиционных методов измерения токов, и открывает путь к созданию надежной системы контроля и управления плазмой в термоядерных реакторах будущего.

Физики из МФТИ и Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» разработали новую теоретическую модель, которая разрешает многолетние противоречия в описании одной из самых опасных неустойчивостей плазмы в установках термоядерного синтеза. Предложенный подход позволяет точнее предсказывать поведение плазменного шнура и открывает путь к созданию более надежных систем управления для будущих термоядерных реакторов, включая международный проект ITER.

В Китае сообщили о достижении важной вехи на пути к освоению управляемого ядерного синтеза. Речь идет о модернизированном токамаке Huanliu-3 (HL-3), расположенном в Чэнду: он приблизился к порогу запуска самоподдерживающейся термоядерной реакции.

Международный коллектив ученых, куда вошли специалисты МФТИ, объединенный целью понять природу боковых сил, действующих на стенку вакуумной камеры при срывах плазмы в токамаке, оценил величины этих сил в трех разных моделях и провел экспериментальное исследование.

Российские ученые провели моделирование параметров вытянутой плазмы в токамаке, используя код SPIDER. Им удалось получить численную оценку вириальных отношений, описывающих связь равновесных характеристик тороидальной плазмы через интегральные величины, определяемые по данным внешних магнитных измерений. Ранее для них были получены аналитические оценки, а сейчас проверялась их точность.

Медицина, энергетика, машиностроение, строительство, освоение космоса — лишь часть сфер экономики страны, которые изменят принципы работы благодаря ученым «Росатома». 2024 год ознаменовался несколькими крупными разработками, которые заложили основу для нового качества жизни людей: выращенные эквиваленты кровеносных сосудов и титановые имплантаты с биопокрытием, новые отечественные препараты для борьбы с онкозаболеваниями. Эти и многие другие разработки — результат работы научного дивизиона госкорпорации «Росатом».

На IV Конгрессе молодых ученых, прошедшем на федеральной территории Сириус, активно обсуждали не только атомную энергетику, но и перспективные термоядерные проекты. Сотрудник Naked Science задал вопрос о том, может ли российское участие в ИТЭР постигнуть судьба российского же участия в ЦЕРН, из которого отечественных ученых «попросили». Представитель госкорпорации отметил ряд причин, по которым такой сценарий сомнителен.

Китайская энергетическая компания Energy Singularity построила первый в мире высокотемпературный сверхпроводящий токамак. Установка, получившая название HH70, находится в Шанхае.

Исследователь из НИЯУ МИФИ определил оптимальные условия для работы с литием как материалом внутренних стенок токамака (устройства для удержания плазмы в магнитом поле – основной части гипотетического термоядерного реактора). Тем самым сделан еще один важный шаг созданию «термоядерных реакторов с магнитным удержанием плазмы».

Исследователи из британской компании Tokamak Energy Ltd, Ок-Риджской национальной лаборатории (США), а также Института энергетики и исследований климата (Германия) установили рекорд по температуре плазмы для сферического токамака.

Российские ученые нашли возможность снизить радиационную угрозу при эксплуатации токамаков. Они разработали способ эффективного удаления трития из вольфрамовых слоев на внутренней поверхности термоядерных реакторов на основе эффекта так называемого «изотопного замещения».

Сотрудники Центра радиофотоники и СВЧ технологий НИЯУ МИФИ создали новый радиационно-стойкий и температурно-стабильный материал для датчиков Холла магнитного поля. Датчики этого типа широко используются для контроля магнитного поля в ядерных и термоядерных установках (токамаках), они востребованы в исследовательских проектах класса Mega science, где подвергаются сильному радиоактивному излучению. Это делает актуальным разработку инновационных материалов, которые позволят увеличить срок службы измерительных приборов в условиях высокого радиационного фона.

Инженеры СПбПУ разработали модели элементов конструкции токамака международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, с помощью которых были проведены исследования конструкции с учетом экстремальных нагрузок.

Южнокорейские специалисты в области физики плазмы отчитались об очередном эксперименте, который провели на установке KSTAR перед ее модернизацией. Номинально — получилось повторение прежних рекордов, и для тех, кто следит за успехами в данной области достигнутые параметры не покажутся фантастическими. Но чуть более внимательное изучение отчета показывает, что это довольно интересный следующий шаг к полномасштабному коммерческому термоядерному реактору.

В Сен-Поль-ле-Дюранс на юге Франции 35 стран строят ИТЭР, крупнейший в мире экспериментальный термоядерный реактор типа токамак. Строительство началось в 2010 году; летом 2020 года началась сборка реактора. Срок окончания постройки запланирован на 2025 год. Фотограф Луиджи Авантаджиато (Luigi Avantaggiato ) получил доступ на строительную площадку ИТЭР и поделился с нами фотографиями.

Коллаборация Швейцарского плазменного центра и компании DeepMind разработала новый метод магнитного управления плазмой в токамаке. Алгоритм глубокого обучения с подкреплением, разработанный DeepMind, позволяет значительно ускорить подбор настройки токамака для создания наперед заданных конфигураций плазмы с высокой точностью.

Американские инженеры создали магнит из пленки высокотемпературного сверхпроводника и получили магнитное поле в 20 тесл.

В пятницу, 28 мая, на токамаке EAST прошел эксперимент, результаты которого крайне важны для мировой термоядерной энергетики. «Китайское рукотворное солнце» разогрело плазму до температуры почти в семь раз выше, чем в недрах природного светила, и удерживало ее на протяжении более чем полутора минут.

Молодой ученый из нидерландского университета создал нейросетевой алгоритм, позволяющий радикально ускорить моделирование поведения плазмы в термоядерном реакторе.

Российские ученые впервые в мире изучили, как удерживается энергия термоядерной плазмы в сферическом токамаке нового поколения. Оказалось, что токамак Глобус-М2 эффективно использует магнитное поле и многократно превосходит установки предыдущего поколения. От этого параметра зависят показатели выработки энергии и экономическая производительность термоядерного реактора. Такие установки позволят снизить стоимость термоядерного реактора-токамака (такого, как ИТЭР, который сейчас строят во Франции) и быстрее внедрить технологии управляемого термоядерного синтеза в энергетику, подарив человечеству еще один альтернативный источник энергии.

Экспериментальный токамак KSTAR смог стабилизировать раскаленную до 100 миллионов градусов плазму в течение целых 20 секунд.

Определенный тип волн, наблюдаемый в плазме при термоядерном синтезе, может помочь в управлении реакторами.

На торжественную церемонию в Сен-Поль-ле-Дюранс прибыли представители стран, участвующих в проекте, в том числе России. Запустить реактор и получить первую плазму планируют в 2025 году.

В этом году смонтируют магнитную систему и вакуумную камеру, а сама установка должна заработать в декабре 2020-го.

Главной целью токамака считается достижение ионной температуры выше 100 миллионов градусов Цельсия. Температура ядра Солнца составляет 15 миллионов градусов Цельсия, а значит, температура ионов в ядре реактора должна быть в семь раз выше.

Раз в несколько недель на юго-востоке Франции местные жители и приезжие наблюдают за тем, как движется очередная большегрузная колонна. Транспортер размером с дом в сопровождении дорожной полиции на скорости 5 км/ч преодолевает сотню километров, отделяющих город Кадараш от порта Этан-де-Берр. На строительство международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР прибыл очередной агрегат.

Британская компания Tokamak Energy успешно запустила сферический токамак ST40.

Физикам из США удалось добиться самого высокого из когда-либо достигнутых давления плазмы. По мнению экспертов, это является важным шагом на пути к получению более дешевой энергии.

Китайские ученые объявили о новом рекорде экспериментального токамака EAST, удержавшего плазменный разряд с температурой в 50 млн градусов Цельсия на протяжении 102 секунд.

Многомиллиардный международный проект экспериментального термоядерного реактор ITER, заметную роль в котором играют физики из России, прорабатывается еще с конца 1980-х гг. В 2010 г. на юге Франции началось строительство колоссального сооружения, в 2019 оно должно было завершиться, а в 2020-м ученые планировали начать первые эксперименты с плазмой. Теперь им придется подождать подольше.