Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции / 49 (0) Проблема УТС. Токамаки.ppt
Скачиваний:
30
Добавлен:
31.01.2021
Размер:
36.2 Mб
Скачать

ИНТОР: Большой радиус тора 5.2м,

малый 1.2м, тепловая мощность

620 МВт. Реактор будет ра-

ботать в цикли- ческом режиме: время горения термоядерной

реакции ок.200с,

очистка камеры ок.30с.

Схема реактора ИНТОР (ITER)

1-Тороидальный плаз-

менный шнур.

2-Толстостенная сталь- ная вакуумная каме- ра, внутри которой создается плазма.

3-Первая стенка, обра- щенная к высокотем-

пературной плазме.

4- Сверхпроводящие ка- тушки, создающие ос- новное тороидальное магнитное поле.

Схема реактора ИНТОР (ITER)

5-Сверхпроводящие маг-

ниты, формирующие полоидальное поле.

6-Центральный соленоид,

создающий переменное

магнитное поле, которое

возбуждает вихревое

электрическое поле, поддерживающее ток в плазме.

7-Управляющие катушки для перемещения плаз-

менного шнура по гори-

зонтали и вертикали.

Схема реактора ИНТОР (ITER)

8-Защита сверхпроводя-

щих магнитов от нейт- ронного потока.

9-Сменные охлаждаемые

диверторные пласти-

ны, принимающие по- ток плазмы, уходящей из шнура.

10-Патрубки для откачки

остатков плазмы.

11-Криостат: теплоизоля-

ция сверхпроводящих

магнитов от тепла ок- ружающей среды.

Синим цветом выделены страны-участницы проекта ITER. Красная точка: место строительства (юг

Франции)

В начале проекта между Японией и Францией шла борьба за разме-

щение ИТЭР на

своих территори-

ях. Победила Франция: в 2005

году было приня-

то решение о

строительстве реактора на юге страны, в 60 километрах от Марселя в исследовательском

центре Карадаш (отмечен красной точкой).

О масштабах проекта можно судить по следующим

параметрам. Высота токамака составит 73 метра, из которых 60 метров будут находиться над землей и 13 метров — под ней. Для сравнения, высота Спас- ской башни Московского Кремля равна 71 метру. Ос- новная платформа реактора будет занимать пло- щадь, равную 42 гектарам (60 футбольных полей).

Для тороидальных магнитов токамака необходимо

80 тысяч километров сверхпроводящих нитей; их об- щий вес составит 400 тонн. Сам реактор будет ве-

сить около 23 тысяч тонн. Для сравнения: вес Эйфе-

левой башни в Париже равен всего 7,3 тысячи тонн. Объем плазмы в токамаке будет достигать 840 куби-

ческих метров, тогда как в крупнейшем действую-

щем в Великобритании реакторе такого типа - JET - объем равен ста кубическим метрам.

После того, как термоядерный реактор ITER проде- монстрирует свою работоспособность и подтвер- дит стабильное удержание плазмы в магнитном поле, следующим шагом станет создание еще бо- лее крупной термоядерной установки DEMO. В результате выполнения этого проекта во второй половине XXI века должно начаться промышлен- ное энергетически выгодное производство элект- роэнергии путем УТС. Подчеркнем еще раз: речь идет об энергетически выгодном производстве электроэнергии. Об экономически выгодном про- изводстве вопрос пока даже не стоит; скорее все- го, это будет задачей на XXII век.

Параллельные проекты

Из-за слишком медленного строительства ИНТОРа страны-участницы решили, что для оптимального продвижения к промыш- ленному термоядерному реактору целесо- образно в каждой из стран-участниц проек- та иметь собственный современный тока- мак как для проведения работ в поддержку программы ИТЭР, так и для самостоятель- ных исследований в области УТС.

ВГермании 10 декабря 2015 года был успешно запу-

щен стелларатор Wendelstein 7-X. Строительство установки началось в 2005 году и завершилось в 2014-м. При помощи микроволнового нагрева мощностью два мегаватта достигнута температура плазмы в 80 миллионов градусов Цельсия. Удер- живать образовавшуюся плазму с плотностью

3 1014 1/см3 в равновесном состоянии удалось в

течение четверти секунды. Результаты опытов

признаны успешными. С нынешней мощностью

планируется довести время удержания плазмы до

десяти секунд, что будет означать достижение критерия Лоусона. Однако немецкие физики не

считают Wendelstein 7-X конкурентом ITER; его

роль заключается лишь в отработке перспектив- ных технологий в физике плазмы.