Японская компания Kyoto Fusioneering Ltd (KF) завершила предварительный проект комплексного испытательного стенда для испытаний оборудования термоядерных установок, строительство которого должно начаться в Японии примерно в августе. Стенд под названием UNITY — Unique Integrated Testing Facility (Уникальный комплексный испытательный стенд) — предназначен для демонстрации в 2024 г. выработки электроэнергии с использованием технологий, относящихся к термоядерному синтезу.
UNITY имеет инновационную конструкцию, которая может выполнять на одном стенде испытания как систем отвода тепла, так и систем топливного цикла, необходимых для термоядерных установок. Имея возможность проводить испытания в гибких условиях, UNITY станет ведущей платформой для проведения испытаний систем выработки электроэнергии для частных компаний, занимающихся термоядерным синтезом, что позволит этим компаниям сосредоточить свои ресурсы на разработке активной зоны установки термоядерного синтеза.
UNITY оснащен испытательным бланкетным модулем, контурами первичного охлаждения как с жидким металлом, так и с расплавленной солью, теплообменниками, системой регенерации трития и генератором электроэнергии; кроме того, стенд будет объединен с испытательным модулем дивертора, тритиевыми насосами и системой циркуляции тритиевого топлива. Первая выработка электроэнергии запланирована на конец 2024 г., когда работа всех компонентов, имеющих отношение к будущей термоядерной установке, будет продемонстрирована одновременно в условиях, приближенных к коммерческому производству.
На сегодняшний день компания KF — стартовый проект из Киотского университета — привлекла более 17 млн долларов США, и в настоящее время над проектом работают 50 сотрудников по всему миру. Инженерная продукция KF включает высокоэффективный гиротрон для нагрева плазмы, жидкометаллический бланкет для отвода тепла, запатентованные тритиевые насосы и усовершенствованные теплообменники. Целью стенда UNITY — первого в мире объекта такого типа — является демонстрация комплекта оборудования, используемого с момента отвода тепла до выработки электроэнергии в условиях, близких к условиям коммерческой термоядерной установки заказчиков компании KF.
Стенд UNITY завершил этап предварительного проектирования и в августе переходит к этапу строительства, которое будет осуществляться в тесном сотрудничестве с несколькими крупными инженерными компаниями Японии. Первоначальное строительство испытательного контура, являющегося основой объекта, планируется завершить к марту 2023 г. Завершение строительства всего стенда UNITY, а также последующая демонстрация выработки электроэнергии ожидаются к концу 2025 г.
Стенд UNITY позволит провести комплексные испытания комплекта оборудования для преобразования энергии на термоядерной установке без использования ядерных реакций — за счет инженерного моделирования тепловой и магнитной среды в активной зоне термоядерного реактора. Аналогичным образом перенос трития будет моделироваться с использованием дейтерия. В дополнение к моделированию среды термоядерной активной зоны установка оснащена первоначально спроектированным бланкетом для отвода тепла при высоких температурах, контурами жидкого металла / расплава соли для высокотемпературной передачи тепла, которое будет подаваться через усовершенствованный теплообменник в систему выработки энергии. UNITY также разместит систему нагрева плазмы, выпуск плазмы, водородно-тритиевые насосы и демонстрационную систему термоядерного топливного цикла.
Эти компоненты потребуются не только для международной DEMO-установки, строительство которой последует за строящимся во Франции Международным термоядерным экспериментальным реактором (ITER), но и для проектов электростанций, разрабатываемых частными компаниями.
Компания Kyoto Fusioneering — это инвестируемый частными компаниями технологический стартап-проект, основанный в 2019 г., со штаб-квартирой в Токио (Япония) и офисом в Рединге (Великобритания).