18 марта 2020
Атомная энергия 2.0

В Германии проводится модернизация термоядерной установки Wendelstein 7-X

World Nuclear News Расположение деталей дивертора внутри установки Wendelstein 7-X World Nuclear News

В Германии проводится модернизация перспективной термоядерной установки Wendelstein 7-X, а именно установка защитного устройства под названием «дивертор» и водоохлаждаемых элементов внутренней оболочки.

Как известно, термоядерная энергетика, основанная на получении энергии путём слияния ядер лёгких элементов, имеет ряд преимуществ по сравнению с «традиционной» ядерной энергетикой, основанной на делении урана – значительно меньшее количество радиоактивных отходов (собственно радиоактивных отходов в технологическом процессе не возникает вообще, некоторую наведённую радиоактивность могут получить только конструкционные материалы), принципиальная невозможность тяжёлых аварий (в случае возникновения нештатной ситуации реакция просто затухает) и т.п.

Но практическому созданию термоядерной энергетики мешает сложность осуществления этого процесса: для того, чтобы запустить термоядерную реакцию, необходимо условие, называемое «критерий Лоусона», означающее, что произведение температуры и плотности исходных материалов должно быть не ниже определённого уровня, которого не может выдержать ни один из существующих конструкционных материалов. Существуют два основных варианта решения этого вопроса – либо вариант с магнитным удержанием плазмы («токамак»), который будет реализован в строящемся во Франции международном термоядерном реакторе ИТЭР; либо лазерный (инерционный) термоядерный синтез, крупнейшая установка для исследования которого находится в российском РФЯЦ-ВНИИЭФ в Сарове.

Создаваемая в институте Макса Планка в Германии установка Wendelstein 7-X является одним из промежуточных вариантов под названием «стелларатор» - в котором также используется магнитное удержание плазмы, как в токамаке, но при этом устройство, хотя и является более сложным по своей конфигурации, при этом обеспечивает более простые, чем в токамаке, условия для протекания термоядерной реакции. В 2018 году на этом устройстве были проведены две успешные серии экспериментов, показавших работоспособность конструкции, после чего проводится её дальнейшая модернизация.

В рамках этой модернизации, во-первых, устанавливается дивертор – компонент внутренне части реактора, состоящий из 10 двойных полос на внутренней части устройства, которые обеспечивают защиту тех элементов внутренней оболочки, которые испытывают наибольшее напряжение в процессе реакции, а также соединены с насосами, которые удаляют из плазмы примеси, которые могут повлиять на реакцию. Также монтируется новая система водного охлаждения внутренней оболочки устройства, что должно повысить мощность установки, позволив выдерживать нагрузку 10 мегаватт на квадратный метр.

В результате этих работ в установке Wendelstein 7-X может быть осуществлено устойчивое удержание плазмы в течение 30 минут. Ожидается, что новая эксплуатация более мощной установки начнётся в конце 2021 года.

Атомная энергия 2.0: свежие публикации

Прогрессивное цифровое СМИ атомной отрасли, выходящее в сотрудничестве со многими деловыми, научными, государственными, образовательными, общественными и экологическими организациями с 2008 года.