Создан прототип устройства диагностики плазмы для российского термоядерного реактора

Физики Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) разработали прототип атомарного инжектора — устройства, необходимого для диагностики и нагрева плазмы — для будущего отечественного термоядерного реактора. Об этом сообщили в пресс-службе института.

Инжекторы частиц необходимы для диагностики и нагрева плазмы до термоядерных температур (около 200 млн градусов) в установках с магнитным удержанием, например, токамаках. В настоящее время они интенсивно разрабатываются в ведущих исследовательских центрах Германии, Великобритании, Италии, Франции, Японии, Китая, Кореи и России в рамках национальных и международных проектов.

«ИЯФ СО РАН в рамках федерального проекта „Технологии термоядерной энергетики“ национального проекта технологического лидерства „Новые атомные и энергетические технологии“ участвует в разработке нового российского токамака с реакторными технологиями (ТРТ). В ИЯФ СО РАН создан прототип инжектора высокоэнергетических частиц, использующего пучок отрицательных ионов водорода с энергией 400 кэВ и током более 1 ампер», — рассказали в пресс-службе.

В институте подчеркнули, что полученные на прототипе параметры подтверждают эффективность разработанных специалистами ИЯФ СО РАН технологий. Примененные и испытанные решения в будущем предполагается использовать в конструкции инжекторов для создаваемого российского токамака. Отмечается, что учреждение имеет опыт создания инжекторов, которые уже широко используются как в РФ, так и в зарубежных странах.

«Отличительной особенностью конструкции нашего инжектора является отделение ионного источника от ускорителя переходной областью с интенсивной откачкой, которая позволяет очистить пучок от паразитных примесей — электронов, атомов обдирки, потоков цезия. Такая конструкция позволяет существенно повысить высоковольтную прочность и надежность инжектора, усилить откачку ионного источника и ускорителя», — приводятся в сообщении слова заведующего лабораторией ИЯФ СО РАН Игоря Шиховцева.

Токамак с реакторными технологиями разрабатывается как полномасштабный прототип будущего термоядерного реактора или источника нейтронов. Установка будет построена на площадке АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ» (предприятие научного дивизиона Росатома). Она предназначена для исследования поведения плазмы в квазистационарных режимах, близких к зажиганию, исследования и отработки различных методов дополнительного нагрева плазмы, топливообеспечения, бланкетных технологий, разработки новых диагностик, работающих в больших нейтронных потоках, освоения тритиевой технологии. Как уточнили в институте, для проектируемого токамака будут нужны пучки атомов дейтерия с энергией 500 кэВ и мощностью более 20 мегаватт в импульсах длительностью 100 секунд.

«Инжекторы ИЯФ СО РАН отличаются от мировых аналогов, которые будут применяться в международном токамаке ИТЭР и японском токамаке JT 60, не только структурой, — добавил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Олег Сотников. — Для повышения высоковольтной прочности источника ионов в российском инжекторе внедрена система охлаждения электродов с помощью прокачки горячего теплоносителя, которая позволяет поддерживать температуру электродов на необходимом уровне и предотвращает их загрязнение примесями из плазмы».