9 февраля 2021

К 2030 году в Троицке планируют построить новый термоядерный реактор

Страна Росатом
Страна Росатом Заместитель генерального директора ТРИНИТИ по реализации комплексной программы Кирилл Ильин Страна Росатом

ТРИНИТИ настраивается на плазменно-термоядерную научную гонку: в русле комплексной программы «Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии на период до 2024 года» (РТТН) в Троицке будут развернуты НИОКР беспрецедентного масштаба.

О том, как институт готовится к новой жизни и каких результатов от него ждут, в интервью изданию «Страна Росатом» рассказал заместитель генерального директора по реализации комплексной программы Кирилл Ильин.

По его словам, для института программа РТТН определяющая: больше половины займут объекты, которые будут реконструированы в рамках этой программы. Такого объема капстроительства здесь не было с 1980-х. Институт ждут большие перемены, и уже в 2020 году началась перестройка многих процессов. Параллельно шли научные исследования подготовительного этапа. Частично — ​в рамках единого отраслевого тематического плана, частично — ​по госпрограмме «Развитие атомного энергопромышленного комплекса», в которой выделен специальный раздел, включающий термоядерные исследования и плазменные инновационные технологии. Работы в рамках темплана и госпрограммы стали подготовительным этапом к реализации мероприятий программы РТТН.

Как уточнил Ильин,

— Мы разработали отдельные элементы плазменного ракетного двигателя и создали отличный диагностический стенд для испытаний этих элементов. Закончили технический проект компактной установки для плазменной обработки материалов. Наши коллеги из ВНИИНМ им. Бочвара сделали первые шаги к созданию магнитных систем для безэлектродных плазменных ракетных двигателей. Курчатовский институт приступил к разработке проекта самого двигателя. Наши партнеры - Курчатовский институт, организации Минобрнауки, институты РАН. Кооперация широкая, участники по всей России. При организации взаимодействия будут использованы наработки Института реакторных материалов в Заречном. Там родилась концепция сетевого научного центра: объединение ведущих научных организаций, которые решают задачи в рамках определенного глобального направления. Была разработана концепция цифровой платформы, которая помогает отслеживать ход совместных проектов. Платформа должна играть роль и коммуникационной площадки, где исполнители смогут согласовывать действия в рамках исследований. Сейчас одна из частей этой концепции реализована в виде отраслевого проекта «Международный научный исследовательский центр перспективных ядерных технологий» на острове Русском. Платформа постепенно наполняется цифровыми двойниками экспериментальных установок, которыми оснащены научные центры.

На площадке, где сейчас расположен токамак с сильным полем, ТСП, будет построена термоядерная установка нового поколения. ТСП уже не работает, у него четыре здания-спутника со вспомогательной инфраструктурой. В рамках программы РТТН планируется серьезная реконструкция: будут модернизированы четыре ударных генератора, криогенная и вакуумная системы, система охлаждения, а также создан тест-объект, который позволит подтвердить возможности инфраструктуры и проводить испытания отдельных элементов токамаков. Дальше есть два варианта развития событий. Первый — ​реализация российско-итальянского проекта «Игнитор», предполагающего сооружение компактного токамака со сверхсильным магнитным полем. Проект установки имеет высокую степень готовности, многие расчеты уже проведены. Второй вариант — ​строительство нашего национального токамака реакторных технологий.

По словам замгендиректора ТРИНИТИ,

— Мне кажется, раньше, уже в 2022-м, потому что к 2030-му на площадке ТРИНИТИ должен быть построен новый токамак. Также в рамках комплексной программы РТТН в ТРИНИТИ будет создана экспериментально-стендовая база для испытания плазменных ракетных двигателей и мощный источник нейтронов для испытания материалов перспективных термоядерных реакторов. У этих объектов будет общая инфраструктура. Новые установки для термоядерных и плазменных исследований появятся не только в ТРИНИТИ. Совсем скоро заработает на полную мощность токамак Т‑15МД в Курчатовском институте.

— Один из подразделов плазменно-термоядерного раздела в РТТН посвящен гибридным системам — ​реакторам синтеза-деления, которые могут использоваться не только для выработки электроэнергии, но и для наработки топлива и дожигания минорных актинидов. К 2024 году необходимо создать эскизный проект бланкетной части гибридного реактора.

Также в рамках программы РТТН предполагается создать три варианта плазменных ракетных двигателей. За безэлектродный отвечает Курчатовский институт. В Центре Келдыша будут разработаны улучшенные модификации ионных и холловских двигателей. Ну а задача ТРИНИТИ — ​плазменный ракетный двигатель на базе магнитно-плазменных ускорителей. Эти устройства нужны для разных задач: одни откроют новые возможности на околоземной орбите, другие позволят осваивать дальний космос.

Еще одно направление НИОКР — ​модификация материалов с помощью плазменных и лазерных технологий. Здесь широкое поле для технологического поиска. Предварительные эксперименты показывают, что обработанные плазмой и лазером металлы приобретают большую коррозионную стойкость и износостойкость. Такие материалы нужны и в авиации, и в космосе, и в атомной энергетике.

Следующее направление — ​лазерный термоядерный синтез. Тут главные участники — ​саровский ядерный центр, где сооружают самый мощный в мире лазер, и Институт прикладной физики РАН. Есть задачи и для ТРИНИТИ. Например, мы делаем макет модуля драйвера для лазера в РФЯЦ-ВНИИЭФ.