Специалисты Научно-производственного объединения «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» (НПО «ЦНИИТМАШ», входит в Машиностроительный дивизион «Росатома») завершили первый этап работ по созданию материалов для планируемого к сооружению российского токамака с реакторными технологиями (ТРТ). В лабораторных условиях была получена сталь, из которой в перспективе можно изготовить ключевые компоненты ТРТ – вакуумную камеру, где будет удерживаться и нагреваться плазма, а также силовую структуру электромагнитной системы.
Перед учеными стояла задача создать достаточно прочный материал, способный сохранять свои свойства в условиях экстремально низких температур, высоких механических нагрузок и нейтронного облучения, но при этом не искажать магнитное поле, создаваемое в термоядерной установке для удержания плазмы. За основу взяли наработки советской научной школы, воспроизвели технологию в лабораторных условиях и оптимизировали с учетом современных требований конструкторов.
«В рамках проекта нам удалось не только восстановить утраченные технологические компетенции, но и выйти на качественно новый уровень характеристик, сформировав технологическую основу для создания материалов нового поколения для термоядерных установок. Достигнутый результат не является прямым “масштабированием” прежних решений: переработаны химический состав, структура материала и технологические режимы, включая параметры термодеформационной и термической обработки. Это позволило одновременно решить две противоречивые задачи — повышение прочности и сохранение низкой магнитной восприимчивости», — отметил директор по инновационным проектам ЦНИИТМАШ Иван Иванов.
Токамак с реакторными технологиями (ТРТ) – прототип термоядерного реактора с длинным импульсом, сильным магнитным полем и электромагнитной системой из высокотемпературного сверхпроводника (ВТСП). В создании установки участвуют организации Российской академии наук и «Росатома», а также Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (НИЦ «Курчатовский институт»). Сооружение ТРТ запланировано на площадке научного института «Росатома» в Троицке (входит в научный дивизион госкорпорации «Росатом»). Ожидается, что сооружение ТРТ станет важным этапом на пути освоения управляемого термоядерного синтеза и создания в России энергетического термоядерного реактора, экологически чистого источника энергии с практически неисчерпаемыми топливными ресурсами.
Вакуумная камера токамака с реакторными технологиями (ТРТ) — ключевой компонент установки, где происходит удержание и нагрев плазмы для проведения термоядерных реакций. Материал камеры должен быть немагнитным, высокопрочным, термо- и радиационно-стойким, при этом еще и технологичным. Достигнуть сочетания всех этих качеств – трудная материаловедческая задача.
ТРТ разрабатывается в рамках национального проекта технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии», призванного в ближайшие пять лет закрепить мировое лидерство России в атомной и новой энергетике, достичь технологического суверенитета и энергетической безопасности. Он включает десять федеральных проектов. В рамках первых пяти предполагается разработать ключевые компоненты в обеспечение перехода отечественной атомной энергетики на качественно новый уровень развития атомных технологий за счет разработки технологий замкнутого топливного цикла, новых энергоблоков, включая линейку реакторов малой и средней мощности, создание экспериментально-стендовой базы для разработки технологий и обоснования безопасности решений атомной энергетики. В области термоядерных технологий наряду с разработкой и сооружением ТРТ предполагается создание ряда плазменных систем исследовательского и технологического назначений и соответствующей стендовой базы. Еще одна задача – развить материаловедческую базу для атомной энергетики и обеспечить опережающую подготовку квалифицированных кадров по направлению «Новые атомные технологии».
