С 21 по 25 июня в Институте ядерной физики СО РАН проходит 30-е международное совещание по физике токамаков (ITPA). Мероприятия этой серии проводятся коллаборацией ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor) дважды в год – во Франции, где сооружается установка, и в одной из стран-участниц проекта. Это шестое подобное совещание в России, но в Новосибирске оно проходит впервые.
Для нашей страны участие в подобных масштабных проектах – дело весьма выгодное. Российский вклад в коллаборацию составляет около 9 % стоимости проекта, взамен наши ученые получают право свободного доступа ко всем результатам работ коллаборации. А учитывая, что ИТЭР – это принципиально новая платформа технологий, результаты ожидаются очень ценные. Как отметил директор российского Агентства ИТЭР Анатолий Красильников:
– Сегодняшнее поколение физиков, инженеров ждет, когда проект заработает и термоядерные реакции, которые сейчас происходят только на звездах, будут запущены и на Земле.
В рамках своего вклада наша страна, помимо финансового взноса, должна изготовить 25 систем для будущей установки. В частности, ИЯФ СО РАН разрабатывает и изготавливает для проекта ИТЭР элементы трех диагностик (диверторный монитор нейтронных потоков, вертикальная нейтронная камера, анализатор нейтральных атомов), 4 портплага (то есть устройства для нейтронной защиты и размещения диагностик). Кроме того, институт участвует в разработке систем электроники.
В своем выступлении директор института, член-корреспондент РАН Павел Логачёв рассказал о главных результатах работы коллектива ИЯФ в этом направлении.
Во-первых, методы изучения воздействия мощных потоков энергии от термоядерной плазмы на тугоплавкую поверхность реактора основаны на использовании ускорительного комплекса ВЭПП-4. Он производит синхротронное излучение в виде коротких интенсивных сгустков, позволяющих изучать быстро протекающие процессы разрушения стенки реактора под воздействием мощных потоков плазмы.
Второй важный результат – очень мощные источники атомарных пучков водорода (в этой области ИЯФ является мировым лидером). Фактически, создается водородный ветер, дующий со скоростью 14-15 км/сек и несущий в себе постоянную огромную мощность до 10 мегаватт, используемую для нагрева плазмы.
А недавно впервые в мире в стенах института были созданы аналогово-цифровые преобразователи, позволяющие измерять параметры плазмы в термоядерном реакторе. Благодаря своим уникальными параметрам и точности измерения, они включены в каталог ИТЭР радиоэлектронной аппаратуры, рекомендованной к применению в реакторе.
Высоко оценил результаты работы новосибирских физиков и другой участник совещания, руководитель диагностического департамента ИТЭР Майкл Уолш.
Он также коснулся тех задач, которые сегодня должны решать научные коллективы, входящие в коллаборацию:
– В ходе проведения экспериментов с плазмой диагностическим системам установки требуется получить огромный массив данных.
Но поскольку температура плазмы достигнет колоссальных величин, исследователям приходится сталкиваться с проблемой: вариантов измерений будет намного меньше, чем параметров, которые нужно замерить. Поэтому в установке будут использоваться самые разные подходы.
ИТЭР будет представлять собой сложную систему, состоящую из абсолютно различных элементов, каждый из которых восходит к каким-то своим технологиям. И одновременно диагностики относятся к тому компоненту, который всю эту систему должен объединять.
Глава ITPA, профессор Ясунори Кавано привел примеры некоторых отдельных задач, которые обсуждались на совещании. Один из элементов диагностических систем установки – зеркала, которые будут обращены к плазме, чья температура может достигать сотен миллионов градусов. И в таких условиях необходимо обеспечить защиту поверхности зеркал от загрязнений и разрушения. Другой важный вопрос – разработка систем управления плазмой в токамаке, поскольку для получения результатов она должна обладать конкретными, очень чёткими параметрами.
Вообще, вопросам надежности и безопасности узлов установки в коллаборации уделяют повышенное внимание. С одной стороны, большую часть узлов после запуска заменить или ремонтировать будет просто невозможно. А с другой – законодательство Евросоюза и условия участия в ИТЭР требуют гарантировать безопасность проекта для населения и окружающей среды.
Впрочем, сотрудники ИЯФ не видят в соблюдении таких жестких требований особой проблемы, скорее рассматривают их как полезный опыт, который пригодится в последующих международных контрактах. И эта уверенность подкрепляется результатами: на сегодня институт, да и российская сторон в целом еще ни разу не выбились из графика.
И это одно из оснований для оптимистичного заявления Майкла Уолша:
– У нас есть уверенность, что по критическим системам к 2025 году мы будем обладать достаточным уровнем научного и технологического развития, который позволит нам абсолютно точно получить первую плазму.
Георгий Батухтин
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии