Физическият пуск на токамака Т-15МД се състоя през май 2021 г. с участието на руския премиер Михаил Мишустин.
Целта на създаването му е развитието на изследванията в областта на контролирания термоядрен синтез.
Предполага се, че използването на токамак ще позволи в бъдеще да се създаде термоядрен източник на неутрони.

Източник: https://t.me/bbbreaking/152820

Подробности на: http://atominfo.ru/newsz01/a0012.htm

Това е важна стъпка към внедряването на технологията за термоядрен синтез, която симулира процесите, протичащи в центъра на звездите и е в състояние да осигури на човечеството чиста и безопасна енергия.

За любознателните

Атомите, нагрети до екстремни температури, започват да вибрират толкова силно, че се сблъскват един с друг със скорост, достатъчна, за да се слеят ядрата им, давайки началото на нов елемент.
Ако използваме леки атоми от дъното на периодичната таблица за това – като Слънцето, където водородът се превръща в хелий – новият атом ще тежи по-малко от двата си „родители“ взети заедно и разликата ще бъде освободена под формата на топлинна енергия.

Какво става в Слънцето?

В ядрото на Слънцето при температура от около 27 милиона градуса по Целзий всяка секунда 620 милиона метрични тона водород се превръщат в 616 милиона метрични тона хелий, а 4 милиона тона материя се превръщат в чиста енергия.

Термоядреният токамак?

Термоядрените реактори (за синтез) от типа токамак се опитват да възпроизведат това, което се случва вътре в звездата, като нагряват водородните атоми – изотопи на деутерий и тритий – до необходимите температури.
Миналата година китайският токамак EAST вече постигна висока производителност: поддържаше температура от 160 милиона °C за 20 секунди и 120 милиона °C за 101 секунди.

Последният експеримент

В последния експеримент през 2021 г. експертите тестваха способността на EAST да издържа на екстремни температури – 2,6 пъти по-високи от центъра на Слънцето – за 1056 секунди, или 17 минути и 36 секунди.
Досега нито един от екипите физици, работещи по технологията в различни страни, не е успял да преодолее рубежа от 1000 секунди.

Термоядреният синтез е още далеч

Трябва да се подчертае, че установката EAST не е извършила реакция на термоядрен синтез, а само е загряла плазмата до необходимата температура.
Така че основната цел на Института по физика на плазмата – термоядрен синтез – е все още далеч.

Успехи на други изследователи

Важна стъпка към пресъздаване на термоядрена реакция на Земята направиха американски физици миналата година. Единствен лазерен изстрел стартира термоядрена експлозия и произведе осем пъти повече енергия, отколкото комплексът на NIH някога е постигал – 1,35 мегаджаула.
Това е приблизително 70% от енергията, която лазерът е изразходил за запалване.

По-рано беше съобщено, че в края на 2020 г. екипът на корейския свръхпроводящ токамак KSTAR нагрява плазмата в термоядрен реактор до 100 милиона градуса и я поддържа в това състояние за 20 секунди.
Тогава те поставиха световен рекорд, тъй като досега никой не е успял да преодолее 10-секундната бариера за поддържане на плазмата, загрята до такава температура.
И сега, година по-късно, учените успяха да подобрят резултата си с още 10 секунди.

Източник: https://elektrovesti.net/78989_kitayskiy-tokamak-ustanovil-novyy-rekord-uderzhaniya-plazmy-175-minut

Първата стъпка ще бъде монтирането на нови товарни кранове, които ще преместват тежкото оборудване на реактора вътре в сградата.
Масата на токамака със сервизно оборудване ще бъде 23 хиляди тона – това е три пъти по-голяма от масата на Айфеловата кула.

Според ръководителя на проекта ИТЕР Бернар Бигот, въпреки пандемията от коронавирус, доставката на оборудване за токамака на строителната площадка продължава.
Например на 9 април НИИЭФА изпрати партида изделия.
Шест влекача с шинопроводи за бобини от полоидално поле на централния соленоид, коригиращи бобини, както и опори за монтиране на шинопроводите, греди, резистори и спомагателно оборудване тръгнаха от Санкт Петербург за Франция.

Източник: http://strana-rosatom.ru/2020/04/16/

 Изливане на последната плоча

Зданието е с размери 80 метра височина, 120 метра дължина и 73 метра ширина. В него ще бъде разположен не само токамакът, но и над 30 обслужващи системи.
За строителството са използвани 16 000 тона арматура, 150 000 кубични метра бетон и 7500 тона стомана.

ЕС осигурява половината от финансирането за термоядрения реактор ИТЕР, другите шест държави – Русия, САЩ, Япония, Индия, Китай и Южна Корея обезпечават поравно останалата част.

Мощността на токамака ще бъде 500 мегавата. Целта му е да докаже, че термоядрената реакция може да бъде крупен източник на безвъглеродна енергия. Очаква се първата плазма да бъде постигната през 2025 година.

Подробности на: http://www.world-nuclear-news.org/Articles/Civil-engineering-completed-on-ITER-tokamak-buildi

Учените от НИЦ «Курчатовский институт» успешно проведоха един от най-важните етапи в модернизацията на токамакa – тороидална инсталация за магнитно задържане на плазма

Специалисти поставиха в центъра си 12-тонен индуктор – електромагнит. Това устройство инициира плазмен разряд в камерата на мега-инсталацията.

Очаква се, че високотемпературната плазма ще се установи в „сърцето“ на новия руски токамак Т-15МД в края на 2020 г., благодарение на което ще бъде възможно решаването на редица важни фундаментални и приложни задачи.

Днес има няколко начина за решаване на проблема с контролирания термоядрен синтез. Най-обещаващ от тях е използването на магнитно поле за задържане на високотемпературна плазма в камера, наподобяваща тор („поничка“) под формата на инсталации от типа токамак, създадени за пръв път в света през 50-те години в Курчатовския институт.

Този метод се използва и от най-новата установка, която се създава днес в НИЦ «Курчатовский институт» – Изследователския център на Института Курчатов съвместно с Държавната корпорация „Росатом”.

Много подробности на: http://www.nanonewsnet.ru/news/2019/v-kurchatovskom-institute-proiden-eshche-odin-etap-na-puti-k-tokamaku-novogo-pokoleniya?utm_campaign=subscribe_techno&utm_medium=email&utm_source=subscribe

Както съобщава списанието „Въпроси на ядрената наука и техника”, в Националния изследователски център на Курчатовския институт е в ход изграждането на съоръжение за термоядрен синтез.

През 2019 г. ще бъдат монтирани магнитната система и вакуумната камера, ключови елементи на конструкцията.
Важни характеристики на Т-15 МД са липсата на свръхпроводящи материали и нисък аспект, т.е. неговата камера има форма, близка до сферичната.

Токамакът Tore Supra е най-близкият по цели и характеристики аналог на Т-15МД

Такива технически решения позволяват да се направи реакторът по-евтин и по-лесен за изграждане и експлоатация, както и да се постигнат плазмени параметри, типични за много по-големите инсталации.
Производството на енергия от съвременните термоядрени реактори все още е технически невъзможно, така че Т-15МД ще служи като изпитвателен стенд, за да компенсира изоставането на руските учени, инженери и техници от техните чуждестранни колеги.

Друга важна задача на новата инсталация е да се разработят различни експерименти, преди те да бъдат извършени на ITER, най-големият международен проект на токамак, от който участва и Русия.

Подробности на: https://www.popmech.ru/technologies/news-484852-rossiyskiy-termoyadernyy-reaktor-budet-zapushchen-v-2020-godu/

В рамките на този експеримент учените са постигнали показатели, които се приближават до физическите условия, необходими за работа на реактор на термоядрен синтез в стабилен режим.

Опитът е проведен от експерти на Китайския институт за плазмена физика. Китайската инсталация се нарича „изкуствено слънце“, защото създава необходимите условия за ядрен синтез чрез сливане на ядрата на водорода, както става в ядрата на звездите.
Но за разлика от небесните тела, в токамака се използва не обикновен водород, а негови изотопи – деутерий и тритий, които се извличат от морска вода.

EAST е с височина 11 метра, ширина 8 метра и тежи 360 тона.

Учените са успели да постигнат рекордната температура, използвайки различни нови технологии за загряване и контролиране на плазмата, но са успели да я задържат в това състояние само за 10 секунди.

Подробности на: https://www.abc.net.au/news/2018-11-15/china-attempts-to-create-an-artificial-sun/10495536

Използвайки техниката на т.нар компресионно сливане, ST40 освобождава енергия като два пръстена плазма се сблъскват и магнитните полета в плазмата се преобразуват – процес, известен като магнитно повторно свързване.

„Достигането на температура от 15 милиона градуса по Целзий показва правилността на избрания от нас подход за реализиране на технология за управляем ядрен синтез“, заяви Джонатан Карлинг от Tokamak Energy. „Нашата крайна цел е разработване на завършена технология до 2030 г.“

Въпреки че 15 милиона градуса са важна крачка по пътя към управляем термоядрен синтез, до получаването на температурата от 100 милиона градуса, необходима за термоядрен синтез на Земята, на учените предстои много работа.

Подробности на: https://www.theengineer.co.uk/tokamak-energy-15-million-fusion/

Тази установка, създадена от учените в Института по физика (Institute of Physical Science) на китайската Академия на науките, стана първият реактор тип токамак, който успя да преодолее 100 секундната бариера за непрекъсната стабилна работа.

Новият рекорд счупи предишния рекорд, който бе регистриран на същия реактор.Тогава учените са успели да подържат реактора в състояние на стабилна работа в H-режим в продължение на 60 секунди.

В заключение следва да се отбележи, че работата на реактора EAST в стабилен H-режим представлява важна експериментална подкрепа за международния проект International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER).

Както е известно в рамките на този проект в Южна Франция сега се изгражда нов термоядрен реактор, който след като бъде завършен ще стане най-големия и мощен реактор за термоядрен синтез.

Източник: http://www.nanonewsnet.ru/news/2017/kitaiskii-eksperimentalnyi-tokamak-east-ustanovil-novyi-rekord-1012-sekundy-stabilnoi-rabo?utm_campaign=subscribe_techno&utm_medium=email&utm_source=subscribe

Това заяви изпълнителният директор на Tokamak Energy Дейвид Кингам.

Първият в света токамак, използващ предимно свърхпроводящи електромагнити е ST25 HTS.
Второто устройство, разработено от Tokamak Energy, успя да поддържа постоянно плазма в продължение на 29 часа, което е световен рекорд. Това се случи по време на научна конференция в Лондон през 2015 година.
Следваща стъпка е строителството на сферичния токамак ST40 в Милтън Парк в Оксфордшир, който ще позволи да се достигне температура 15 милиона градуса (повече отколкото във вътрешността на Слънцето), а в перспектива и 100 милиона градуса.

По думите на Кингам: „До 2025 г. ние ще демонстрираме възможността за изработване на електроенергия с помощта на управляема термоядрена реакция, а до 2030 г. ще построим термоядрена електроцентрала, която ще доставя електроенергия в мрежата“.

Подробности на: http://www.atomic-energy.ru/news/2017/02/06/72391

Това е огромно постижение в усилията за постигане на контролиран ядрен синтез, защото ако човечеството може да произвежда и да задържи водородна плазма за продължителен период от време, то може да се обуздае чистата и практически безгранична енергия, която захранва Слънцето.

Сега физици от Китай съобщиха, че тяхната машина за ядрен синтез тип Токамак, наречена Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST), е произвела водородна плазма при 49,999 милиона ^oC и я е задържала за впечатляващите 102 секунди.

Това не е най-високата температура, достигана някога. Палмата на първенството държи Големият адронен коллайдер, който успя да достигне 4 трилиона градуса през 2012 година. Но екипът от китайския Институт за физически науки в Хефей е успял да пресъздаде условията на Слънцето за повече от минута.

Максималната цел на китайските учени е да достигнат 100 милиона ^оС и да задържат водородната плазма за над 1000 секунди или близо 17 минути.

Междувременно германският екип твърди, че може да задържи плазмата си за близо 30 минути.

Б.Р. Ще изчакаме да видим!

Подробности на: http://www.gizmag.com/china-fusion-reactor-plasma/41729/

   За това съобщи заместник-директорът на Института по физика на магнитните термоядрени реактори (токамак) към Националния изследователски център НИЦ “Курчатовский институт” Михаил Субботин. (Речник: токамак – съкр. от руския израз „ТОроидальная КАмера в МАгнитных Катушках“)

   Става въпрос за създаване на термоядрен токамак за запалване на термоядрена реакция с плътна високотемпературна плазма. Инициатор и разработчик на проекта е италианският професор Бруно Копи.

  Както вече AtomInfo.Bg съобщи, във Франция, край Кадараш се реализира проектът на експерименталния термоядрен реактор ITER. Работата се изпълнява от международна кооперация с участието на осем държави, включително и Русия.

   Целта е създаване на технологична платформа, на базата на която всяка от държавите ще може да изгражди свой национален проект.

  Тази платформа трябва да демонстрира работата на токамака като инженерно устройство с определени свойства и определени параметри.

   Но това не е демонстрационен проект, отбелязва президента на НИЦ “Курчатовский институт” Евгений Велихов:

   “Главният параметър е мощността, отделяна при термоядрената реакция, която трябва да бъде 10 пъти повече от мощността на онова допълнително нагряване, която се дава на плазмата.

   Изобщо термоядрения реактор е заложен като по проста машина, в която нагряването става с помощта на ток, протичащ през плазмата. Той нагрява плазмата до параметри, при които започва горене. Тръгва термоядрената реакция, която се самоподдържа.”

 На дадения момент съществуват два проекта, в които има шанс да се осъществи запалване.

   Американският проект се основава на лазерна технология и се разработва в Lawrence Livermore National Laboratory.

   Вторият проект, чрез който се предполага да се демонстрира именно запалването на термоядрената реакция, тоест да се излезе на параметри, когато мощността на реакцията безкрайно дълго време е по-голяма от нагряването, – това е проектът “IGNITOR”.

   Според думите на Велихов, за да се случи запалването, трябва да се вложи огромна мощност в много компактния токамак “IGNITOR”:

   “Да се направи това е възможно само в една точка на земното кълбо – в град Троицк в ТРИНИТИ (Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований). Затова има такава договореност, че руската страна предоставя инфраструктура и осигурява работата, а италианците ще отделят средства за да може напълно да се проектира, настрои и пусне установката”.

   Според идеята на основателя на проекта професор Бруно Копи, горенето на плазма в силно магнитно поле е единственият път за промишленото развитие на термоядрената енергетика, обяснява изпълнителният директор на Руската ядрена общност Павел Яковлев:

   “Копи вече е построил в Масачузетския технологичен институт няколко прототипа, последният от които – “Алкатор”, достигна най-силното магнитно поле и налягане на плазмата в света. А проекта “IGNITOR” вече е разработен в родината на Копи в Италия. Предполага се, че разходите за финансиране на проекта ще се разделят поравно между Русия и Италия. Самият токамак ще бъде произведен в Италия, а монтиран в Русия”.

  Подготовката на площадката за монтирне на “IGNITOR”, сглобяването и тестването трябва да завършат до 2017 година. Срока за експлоатация е 10 години.

   По оценките на експертите, стойността на “IGNITOR” ще бъде малко по-малка, отколкото лазерната машина в Ливермор.

Източник:

Подробно описание на ТОКАМАК: http://www.pghht.com/sait/temi_fizika/sintez/3.html

06.02.2012