1 апреля 2021

Американские ученые представили новую концепцию компактного термоядерного реактора

Atomic-Energy.ru

Ученые из Национального термоядерного комплекса DIII-D Министерства энергетики США представили новую концепцию компактного термоядерного реактора, которая, по их словам, может помочь определить будущие технологии, необходимые для развития в стране полноценной коммерческой термоядерной энергетики. Новая концепция Compact Advanced Tokamak (CAT) обеспечивает более производительную и самоподдерживающуюся конфигурацию, которая более эффективно удерживает энергию, что позволит создавать токамаки с меньшими масштабами и затратами.

Концепция CAT описана в статье, опубликованной 19 марта в журнале Nuclear Fusion, и была разработана на основе моделирования первого в своем роде реактора. Подход, основанный на физике, объединяет теорию, разработанную на объекте DIII-D, управляемом General Atomics (GA), с вычислениями, выполненными учеными Национальной лаборатории Ок-Ридж с использованием суперкомпьютера Cori в Национальном научном вычислительном центре энергетических исследований, и основан на разработке и тестировании соответствующих физических концепций на DIII-D.

«Ключом к нашему подходу является повышение давления внутри токамака», - сказал руководитель проекта Ричард Баттери, - «Это способствует еще большему синтезу, позволяя нам уменьшить ток, что, в свою очередь, делает плазму более устойчивой и стабильной. Наши симуляции показывают, что, тщательно формируя плазму и перемещая ток к ее краю, мы можем подавить турбулентные тепловые потери и поддерживать более высокое давление при более низких токах, чтобы достичь состояния, при котором плазма поддерживает себя. Это позволяет токамаку, который можно легко включить, непрерывно вырабатывать электричество в стабильном состоянии».

Два американских органа – Консультативный комитет по наукам о термоядерной энергии Министерства энергетики США (FESAC) и Национальная академия наук, инженерии и медицины (NASEM) – недавно опубликовали отчеты, призывающие к действиям по развитию термоядерной энергетики в США. В отчете FESAC изложен десятилетний стратегический план по ускорению развития термоядерной энергии и продвижению науки о плазме, в то время как в отчете NASEM содержится призыв к безотлагательным инвестициям со стороны правительства и частного сектора, чтобы пилотная термоядерная установка была введена в эксплуатацию в 2035-2040 годах.

Ключевая рекомендация обоих отчетов заключается в разработке научно-технической базы для экспериментальной термоядерной установки с низкими капитальными затратами, которая заложит основу для коммерческих термоядерных реакторов, сообщает GA. 

«По мере того, как в Соединенных Штатах формируется национальная стратегия по термоядерной энергетике, этот новый дизайн помогает определять необходимые технологии и облегчает критические проблемы проектирования», - добавили в компании.