Япония запускает прототип термоядерного реактора JT-60SA
Япония успешно активировала свой новый термоядерный реактор JT-60SA, в котором используются сверхпроводящие магниты для удержания горячей плазмы в камере в форме тора или пончика. Реактор, самый крупный и совершенный в мире, предназначен для изучения физики термоядерной энергии и поддержки международного проекта ИТЭР (Международный термоядерный экспериментальный реактор) во Франции.
Первая плазма была получена 26 октября 2023 года, после более чем 15 лет строительства и испытаний. «Это показывает миру, что машина выполняет свою основную функцию», — сказал Сэм Дэвис, руководитель проекта Fusion for Energy. Эта организация ЕС сотрудничает с Национальными институтами квантовой науки и технологий Японии (QST) над JT-60SA и связанными с ней программами.
Радиоволны и зеркала могут помочь укрепить доверие между ядерными державами
Ученые успешно продемонстрировали новый метод производства гранул ядерного синтеза
Что такое JT-60SA?
Реактор предназначен для нагрева плазмы до 200 миллионов градусов Цельсия и удержания ее около 100 секунд, что намного дольше, чем предыдущие большие токамаки. Это позволит исследователям изучить, как контролировать и оптимизировать стабильность и производительность плазмы, что имеет решающее значение для достижения термоядерной энергии.
JT-60SA также поможет ИТЭР, гигантскому международному термоядерному реактору, строящемуся во Франции, продемонстрировать, что термоядерный синтез может производить больше энергии, чем потребляет. ИТЭР будет опираться на технологии и эксплуатационные ноу-хау, которые JT-60SA будет тестировать и проверять.
В качестве компромисса, позволяющего Франции провести ИТЭР, крупнейший в мире эксперимент по термоядерному синтезу, Японии была предоставлена возможность построить JT-60SA и две другие меньшие термоядерные установки. Это было частью соглашения 2007 года между Японией и ЕС, которое также включало модернизацию устаревшего японского реактора JT-60, который находился в эксплуатации с середины 1980-х годов. Реактор полностью перестроили с нуля, но стоимость не разглашается.
JT-60SA означает «сверхпродвинутый» и составляет примерно половину высоты ИТЭР. Он может содержать 135 кубических метров плазмы, что составляет одну шестую мощности ИТЭР. По словам Альберто Лоарте, возглавляющего научное подразделение ИТЭР, его плазма должна предоставить полезную информацию для ИТЭР.
Задержки и использование редкого изотопа дейтерия
Как сообщает Science.org, на строительство реактора ушло более 15 лет, что намного дольше, чем ожидалось. Он должен был быть введен в эксплуатацию в 2016 году, но столкнулся со многими проблемами. Его пришлось перепроектировать, решить проблемы со снабжением и восстановиться после землетрясения в Тохоку в марте 2011 г. Затем, в марте 2021 г., во время испытаний возникла серьезная проблема. В одной из сверхпроводящих магнитных катушек произошло короткое замыкание провода, что повредило электрические соединения и вызвало утечку гелия, которая могла повлиять на системы охлаждения.
В то время ток в цепи был мал. «Все могло быть намного хуже, если бы ток был выше», — сказал Хироши Шираи, менеджер проекта QST. «Нам повезло». Бригаде JT-60SA пришлось ремонтировать изоляцию более 100 электрических соединений, на что ушло 2,5 года. Авария также заставила инженеров ИТЭР быть более осторожными при испытаниях катушек.
Авария произошла, когда ток в цепи был минимальным. «Если бы ток был выше, повреждение катушки могло бы быть серьезным», — сказал Хироши Шираи, руководитель проекта QST. «Нам повезло». В целях безопасности команда JT-60SA повторно изолировала более 100 электрических соединений, на что ушло 2,5 года. Авария также побудила инженеров ИТЭР запланировать более тщательные испытания своих катушек.
У JT-60SA есть один недостаток: он будет использовать только водород и его изотоп дейтерий, а не тритий, еще одну более мощную, но и более дорогую, редкую и радиоактивную форму водорода. Тритий является предпочтительным топливом для производства электроэнергии, поэтому ИТЭР планирует использовать дейтерий-тритий, начиная с 2035 года. Любопытно, что Япония сбросила богатую тритием воду из реактора Фукусимы в море.
Япония также намерена построить DEMO к 2050 году, предлагаемую электростанцию, которая позволит преодолеть разрыв между исследованиями JT-60SA и ИТЭР и коммерциализацией термоядерной энергии. Шираи сказал, что он рад видеть, что в этой области появляются другие подходы к термоядерной энергетике, поддерживаемые частным финансированием. Он сказал, что готов сотрудничать с теми, у кого есть новые идеи.
Благодаря нашему Telegram-каналу вы можете быть в курсе публикации новых статей «Экономические сценарии».
Статья «Япония активирует собственный прототип термоядерного реактора JT-60SA» взята из «Экономических сценариев» .
Это автоматический перевод публикации, опубликованной в журнале Scenari Economici по адресу https://scenarieconomici.it/il-giappone-attiva-il-proprio-prototipo-di-reattore-a-fusione-jt-60sa/ в Fri, 03 Nov 2023 08:00:20 +0000.