Схема реактора ИТЭР: габаритные размеры реактора ~ 40×40 м; 1 — центральный соленоид (индуктор); 2 — катушки полоидального магнитного поля; 3 — катушка тороидального магнитного поля; 4 — вакуумная камера; 5 — криостат; 6 — дивертор
Через четырнадцать лет после получения официального разрешения учёные наконец-то начали сборку гигантского термоядерного реактора ИТЭР. Экспериментальный реактор призван продемонстрировать, что ядерный синтез может быть безопасным источником энергии на Земле.
ИТЭР — самое сложное техническое сооружение в истории человечества. Основная конструкция состоит из 10 млн деталей. Это больше, чем в Большом адронном коллайдере. Инженеры называют её «крупнейшим в мире паззлом».
Для сборки конструкции в крошечную коммуну Сен-Поль-Ле-Дюранс на юге Франции в последние несколько месяцев поступали компоненты с производственных площадок по всему миру. Теперь их тщательно соберут вместе.
Семь уровней здания ITER вмещают все виды оборудования, трубы, электрические кабели, линии питания токамака и др. 3D-модель
Комплекс ИТЭР с реактором в центре. 3D-модель
Непосредственно сам реактор состоит из миллиона частей
Вакуумная камера
Катушки тороидальн��го магнитного поля
Катушки полоидального магнитного поля
Криостат ИТЭР высотой 30 метров
Система водяного охлаждения
На сборке реактора работает около 2300 человек. «Построение машины по частям похоже на сборку трёхмерного паззла с жёсткими требованиями по времени», — сказал генеральный директор ИТЭР Бернард Биго.
«Все аспекты управления проектами, инженерии, управления рисками и логистики должны сочетаться с точностью швейцарских часов, — сказал он, — У нас есть сложный сценарий, которому нужно следовать в течение следующих нескольких лет».
Проект ИТЭР идёт с отставанием от графика на пять лет, а его первоначальный бюджет уже вырос в три раза примерно до 20 миллиардов евро.
ИТЭР относится к термоядерным реакторам типа «токамак» — тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза. В вакуумной камере ядра дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона. Плазма в токамаке удерживается не стенками камеры, а комбинированным магнитным полем — тороидальным внешним и полоидальным полем тока.
В амбициозном международном проекте принимают участие Россия, США, ЕС, Китай, всего 35 стран. Термоядерный реактор, предложенный советскими физиками в 1985 году, был согласован на встрече президентов Рейгана и Горбачёва. С тех пор шла подготовка и проектирование, в 2001 году подготовлен технический проект, а в 2005 году страны-участники определились с местом строительства — окрестности города Кадараш на юге Франции.
Площадка ИТЭР
Задача ИТЭР — продемонстрировать управляемую реакцию синтеза с термоядерной мощностью несколько сотен мегаватт и отработкой технологии её практического использования. После этого можно строить такие же установки по всему миру.
На первом этапе реактор будет работать в импульсном режиме при мощности термоядерных реакций 400–500 МВт и длительности импульса около 400 с. На втором этапе будет отрабатываться режим непрерывной работы реактора, а также система воспроизводства трития.
Сборка реактора продолжится пять лет.
Первые эксперименты с рабочей плазмой на ИТЭР должны начаться в декабре 2025 года. На полную мощность реактор планируют вывести к 2035 году.
Учёные едины во мнении, что за термоядом — будущее энергетики. Запасы дейтерия в воде океанов неисчерпаемы, содержание лития в земной коре в 200 раз больше, чем урана (из лития получают тритий непосредственно на ИТЭР). Есть и другие преимущества: радиационная биологическая опасность термоядерных реакторов примерно в тысячу раз ниже, чем реакторов деления; возможность размещения реактора в любом месте; отсутствие «тяжёлых» радиоактивных отходов, которые можно использовать для изготовления «грязных» бомб; физическая невозможность разгона («взрыва») реактора.
См. также:
