المفاعل النووي الحراري سيفتح حقبة جديدة للبشرية. ما هو "توكاماك"؟ سيفتح مفاعل الاندماج حقبة جديدة للإنسانية حجرة حلقية ذات ملفات مغناطيسية

كلمة "TOKAMAK" هي اختصار للكلمات TOROIDAL ، CAMERA ، MAGNETIC COILS ، والتي تصف العناصر الرئيسية لهذا المصيدة المغناطيسية ، التي اخترعها A.D. ساخاروف في عام 1950. مخطط توكاماك موضح في الشكل 4.

الشكل 4. مخطط الوحدات الرئيسية في توكاماك

يتم إنشاء المجال المغناطيسي الرئيسي في الغرفة الحلقية المحتوية على البلازما الساخنة بواسطة ملفات مغناطيسية حلقية. يلعب تيار البلازما دورًا مهمًا في توازن البلازما ، والذي يتدفق على طول عمود البلازما الحلقي ويخلق مجالًا مغناطيسيًا بولويدًا موجهًا على طول الالتفاف الصغير للحلقة. المجال المغناطيسي الناتج له خطوط القوةفي شكل حلزونات لا نهاية لها ، تغطي الخط المركزي لحلقة البلازما - المحور المغناطيسي. وهكذا ، فإن خطوط المجال المغناطيسي في شكل توكاماك تكون مغلقة ومتداخلة حلقيًا الأسطح المغناطيسية. يتم الحفاظ على التيار في البلازما بواسطة دوامة الحقل الكهربائيتم إنشاؤه بواسطة الملف الأولي للمحث. في هذه الحالة ، يلعب ملف البلازما دور الملف الثانوي. من الواضح أن الصيانة الاستقرائية للتيار في TOKAMAK محدودة باحتياطي تدفق المجال المغناطيسي في الملف الأولي وهي ممكنة فقط لفترة محدودة. بالإضافة إلى الملفات الحلقية والملف الأولي للمحث ، يجب أن تحتوي TOKAMAK على ملفات بولويدية ، وهي ضرورية للحفاظ على توازن البلازما والتحكم في موضعها في الحجرة. تخلق التيارات المتدفقة في ملفات poloidal قوى كهرومغناطيسية تعمل على تيار البلازما وبالتالي يمكنها تغيير موضعها في الغرفة وشكل المقطع العرضي لعمود البلازما.

تم بناء أول TOKAMAK في روسيا في معهد الطاقة الذرية الذي سمي على اسم I.V. Kurchatov في عام 1956. أدت عشر سنوات من البحث المكثف والتحسين لهذا الجهاز إلى تقدم كبير في معلمات البلازما لـ TOKAMAKS. بحلول عام 1968 ، حصل TOKAMAK T-Z على درجة حرارة بلازما 0.5 كيلو فولت وحقق معلمات تتجاوز بكثير تلك التي تم تحقيقها في المصائد المغناطيسية الأخرى. منذ تلك اللحظة ، بدأ التطور النشط لهذا الاتجاه في بلدان أخرى. في السبعينيات ، تم بناء TOKAMAKS بعد ذلك جيل TZ: T-7 ، T-10 ، T-11 في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، PLT و DIII-D في الولايات المتحدة الأمريكية ، ASDEX في ألمانيا ، معدل الخصوبة الإجمالي في فرنسا ، JFT-2 في اليابان ، إلخ. تم تطوير طرق لتسخين البلازما الإضافي في TOKAMAKS من هذا الجيل ، مثل حقن الذرات المحايدة ، وتسخين السيكلوترون الأيوني والإلكترون ، وتشخيصات البلازما المختلفة ، وقد تم تطوير أنظمة التحكم في البلازما. نتيجة لذلك ، تم الحصول على معلمات بلازما رائعة على TOKAMAKS من الجيل الثاني: درجة حرارة عدة KeV ، وكثافة بلازما تتجاوز 1020 م -3. وصل المعامل ntE (معيار لوسون) إلى القيمة 5 1018. بالإضافة إلى ذلك ، تلقى TOKAMAK عنصرًا إضافيًا مهمًا بشكل أساسي للمفاعل - المحول. بمساعدة التيارات الموجودة في نظام المنعطفات المتعددة الأضلاع ، يتم إخراج خطوط المجال المغناطيسي في TOKAMAK الحديثة إلى جزء خاص من الغرفة. يظهر تكوين محول البلازما في الشكل 5 باستخدام DIII-D TOKAMAK كمثال.

الشكل 5. المقطع العرضي لـ TOKAMAK DIII-D الحديث ببلازما ممتدة رأسياً وتكوين مغناطيسي محول.

يجعل المحول من الممكن التحكم بشكل أفضل في تدفق الطاقة من البلازما وتقليل تدفق الشوائب إلى البلازما. كان أحد الإنجازات المهمة لهذا الجيل من TOKAMAKS هو اكتشاف أنماط مع حبس البلازما المحسن - الوضع H.

في أوائل الثمانينيات من القرن الماضي ، دخلت الخدمة الجيل الثالث من TOKAMAKS ، وهي آلات ذات دائرة نصف قطرها كبيرة من 2-3 متر وتيار بلازما من عدة MA. تم بناء خمس من هذه الآلات: JET و TORUS-SUPRA في أوروبا ، و JT60-U في اليابان ، و TFTR في الولايات المتحدة و T-15 في الاتحاد السوفياتي. يتم عرض معلمات TOKAMAKS الكبيرة في الجدول 2. تم تصميم اثنتين من هذه الآلات ، JET و TFTR ، للعمل مع التريتيوم والحصول على محصول نووي حراري على مستوى Qfus = Psynthesis / Pcost = 1.

يحتوي كل من TOKAMAKS T-15 و TORUS-SUPRA على ملفات مغناطيسية فائقة التوصيل ، مماثلة لتلك التي ستكون مطلوبة في مفاعل TOKAMAK. كانت المهمة الفيزيائية الرئيسية للآلات لهذا الجيل هي دراسة حبس البلازما مع المعلمات النووية الحرارية ، وتوضيح معلمات البلازما المحددة ، واكتساب الخبرة في العمل مع محول ، وما إلى ذلك. وشملت المهام التكنولوجية: تطوير أنظمة مغناطيسية فائقة التوصيل قادرة على إنشاء مجال باستقراء يصل إلى 5 تيرابايت بأحجام كبيرة ، وتطوير أنظمة للعمل مع التريتيوم ، واكتساب خبرة في إزالة تدفقات الحرارة العالية في المحول ، وتطوير أنظمة للتجميع عن بُعد وتفكيك المكونات الداخلية للتركيب ، تحسين تشخيص البلازما ، إلخ.

الجدول 2. المعلمات الرئيسية لـ TOKAMAKS التجريبية الكبيرة. أكملت TOKAMAK TFTR برنامجها بالفعل وتوقفت في عام 1997. وتواصل بقية الآلات العمل.

1) يعمل TOKAMAK T-15 حتى الآن فقط في نظام تسخين البلازما الأومي ، وبالتالي ، فإن معلمات البلازما التي تم الحصول عليها في هذا المرفق منخفضة جدًا. في المستقبل ، من المتصور إدخال 10 ميغاواط من الحقن المحايد و 10 ميغاواط من تسخين السيكلوترون الإلكتروني.
2) يتم إعادة حساب Qfus المعطى من معلمات بلازما DD التي تم الحصول عليها في الإعداد إلى بلازما DT.

وعلى الرغم من أن البرنامج التجريبي على TOKAMAKS لم يكتمل بعد ، فإن هذا الجيل من الآلات قد أنجز عمليا المهام الموكلة إليه. تلقى TOKAMAKS JET و TFTR لأول مرة طاقة نووية حرارية كبيرة من تفاعلات DT في البلازما ، 11 ميجاوات في TFTR و 16 ميجاوات في JET.

وصل هذا الجيل من TOKAMAKS إلى القيمة الحدية Qfus = 1 وحصل على ntE عدة مرات أقل من ذلك المطلوب لمفاعل TOKAMAK واسع النطاق. في TOKAMAKS ، تعلموا كيفية الحفاظ على تيار بلازما ثابت باستخدام حقول RF والحزم المحايدة. تمت دراسة فيزياء تسخين البلازما بواسطة الجسيمات السريعة ، بما في ذلك جسيمات ألفا الحرارية النووية ، ودراسة تشغيل المحول ، ووضعت طرق تشغيله مع الأحمال الحرارية المنخفضة. أتاحت نتائج هذه الدراسات إنشاء الأسس المادية اللازمة للخطوة التالية - أول مفاعل توكاماك ، الذي سيعمل في وضع الاحتراق.

أظهرت الدراسات طويلة المدى لحبس البلازما في TOKAMAKS أن عمليات نقل الطاقة والجسيمات عبر المجال المغناطيسي يتم تحديدها من خلال عمليات مضطربة معقدة في البلازما. وعلى الرغم من أن عدم استقرار البلازما المسئول عن خسائر البلازما الشاذة قد تم تحديده بالفعل ، فإن الفهم النظري للعمليات غير الخطية لا يزال غير كافٍ لوصف عمر البلازما بناءً على المبادئ الأولى. لذلك ، لاستقراء عمر البلازما الذي تم الحصول عليه في التركيبات الحديثة على نطاق مفاعل TOKAMAK ، في الوقت الحاضر ، يتم استخدام القواعد التجريبية - المقاييس -. تم الحصول على أحد هذه المقاييس باستخدام المعالجة الإحصائيةتتنبأ قاعدة البيانات التجريبية من TOKAMAKS المختلفة بأن العمر يزداد مع زيادة حجم البلازما وتيار البلازما واستطالة المقطع العرضي للبلازما وينخفض مع زيادة قوة تسخين البلازما.

يتنبأ القياس أن TOKAMAK ، حيث سيحدث احتراق نووي حراري مستدام ذاتيًا ، يجب أن يكون لها نصف قطر كبير من 7-8 م وتيار بلازما 20 مللي أمبير. في مثل هذا النوع من TOKAMAK ، سوف يتجاوز عمر الطاقة 5 ثوانٍ ، وستكون قوة التفاعلات النووية الحرارية عند مستوى 1-1.5 جيجاوات.

من أجل تحقيق الشروط اللازمة للتدفق. لا يتم الاحتفاظ بالبلازما الموجودة في التوكاماك بجدران الحجرة ، والتي لا يمكنها تحمل درجة الحرارة اللازمة للتفاعلات النووية الحرارية ، ولكن من خلال مجال مغناطيسي مشترك تم إنشاؤه خصيصًا - وهو مجال تيار حلقي خارجي وحقيقي يتدفق عبر عمود البلازما. بالمقارنة مع التركيبات الأخرى التي تستخدم مجالًا مغناطيسيًا لحصر البلازما ، فإن استخدام التيار الكهربائي هو الميزة الأساسيةتوكاماك. يوفر التيار في البلازما تسخين البلازما والحفاظ على توازن عمود البلازما في غرفة التفريغ. هذا التوكاماك ، على وجه الخصوص ، يختلف عن النجمي ، وهو أحد مخططات الحبس البديلة التي يتم فيها إنشاء كل من الحقول الحلقية والبولويدية باستخدام ملفات مغناطيسية خارجية.

يجري حاليًا تطوير مفاعل توكاماك كجزء من المشروع العلمي الدولي ITER.

قصة

صاغ الفيزيائي السوفيتي O.A Lavrentiev اقتراح استخدام الاندماج النووي الحراري الخاضع للرقابة للأغراض الصناعية ومخطط محدد باستخدام العزل الحراري للبلازما عالية الحرارة بواسطة مجال كهربائي في منتصف الخمسينيات من القرن الماضي. خدم هذا العمل كمحفز للبحوث السوفيتية حول مشكلة الاندماج النووي الحراري الخاضع للرقابة. اقترح A. D. Sakharov و I. E. Tamm في عام 1951 تعديل المخطط من خلال الاقتراح اساس نظرىمفاعل نووي حراري ، حيث يكون للبلازما شكل طارة ويتم تثبيتها بواسطة مجال مغناطيسي. في الوقت نفسه ، تم اقتراح نفس الفكرة من قبل العلماء الأمريكيين ، لكنها "نسيت" حتى السبعينيات.

حاليًا ، يعتبر التوكاماك أكثر الأجهزة الواعدة لتنفيذ الاندماج النووي الحراري المتحكم فيه.

جهاز

التوكاماك عبارة عن حجرة فراغ حلقية مع لفائف ملفوفة حولها لتكوين مجال مغناطيسي حلقي. يتم تفريغ غرفة التفريغ أولاً ثم ملؤها بمزيج من الديوتيريوم والتريتيوم. ثم استخدم اداة الحثيتم إنشاء مجال كهربائي دوامة في الغرفة. المحث هو الملف الأساسي لمحول كبير ، حيث تكون حجرة التوكاماك هي الملف الثانوي. يتسبب المجال الكهربائي في تدفق التيار واشتعاله في غرفة البلازما.

يؤدي التيار المتدفق عبر البلازما مهمتين:

يسخن البلازما بنفس الطريقة التي تسخن بها أي موصل آخر (تسخين أوم) ؛
يخلق مجالًا مغناطيسيًا حول نفسه. هذا المجال المغناطيسي يسمى بولويدال(أي ، موجه على طول الخطوط المارة أعمدةنظام الإحداثيات الكروية).

يضغط المجال المغناطيسي على التيار المتدفق عبر البلازما. نتيجة لذلك ، يتم تكوين تكوين يتم فيه "التفاف" خطوط القوة المغناطيسية الحلزونية حول عمود البلازما. في هذه الحالة ، لا تتطابق الخطوة أثناء الدوران في الاتجاه الحلقي مع الخطوة في الاتجاه البولويد. خطوط مغناطيسيةليست مغلقة ، فهي تلتف حول الحلقة بشكل غير محدود عدة مرات ، وتشكل ما يسمى "الأسطح المغناطيسية" ذات الشكل الحلقي.

إن وجود مجال poloidal ضروري لحبس البلازما المستقر في مثل هذا النظام. نظرًا لأنه يتم إنشاؤه عن طريق زيادة التيار في المحرِّض ، ولا يمكن أن يكون لانهائيًا ، فإن وقت الوجود المستقر للبلازما في التوكاماك الكلاسيكي لا يزال محدودًا ببضع ثوان. للتغلب على هذا القيد ، تم تطوير طرق إضافية للحفاظ على التيار. لهذا ، يمكن استخدام الحقن في البلازما من ذرات الديوتيريوم المحايد المتسارع أو التريتيوم أو إشعاع الميكروويف.

بالإضافة إلى ملفات حلقية إضافية لفائف مجال poloidal. وهي عبارة عن ملفات حلقية حول المحور الرأسي لغرفة التوكاماك.

التسخين بالتدفق الحالي وحده لا يكفي لتسخين البلازما لدرجة الحرارة المطلوبة تفاعل نووي حراري. للتدفئة الإضافية ، يتم استخدام إشعاع الميكروويف في ما يسمى بالترددات الرنينية (على سبيل المثال ، بالتزامن مع تردد السيكلوترون لأي من الإلكترونات أو الأيونات) أو حقن الذرات المحايدة السريعة.

Tokamaks وخصائصها

في المجموع ، تم بناء حوالي 300 توكاماك في العالم. يتم سرد أكبر منهم أدناه.

اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية وروسيا

كازاخستان

توكاماك (KTM) في علم المواد الكازاخستانية هي منشأة نووية حرارية تجريبية للبحث والاختبار للمواد في أوضاع تحميل الطاقة القريبة من

توكاماك (غرفة TOroidal ذات الملفات المغناطيسية) هي منشأة حلقية لحبس البلازما المغناطيسية. لا يتم الاحتفاظ بالبلازما بواسطة جدران الحجرة التي لا تتحمل درجة حرارتها ، ولكن بواسطة مجال مغناطيسي تم إنشاؤه خصيصًا. ميزة توكاماك هي الاستخدام التيار الكهربائي، يتدفق عبر البلازما لإنشاء المجال متعدد الأشكال الضروري لتوازن البلازما. في هذا يختلف عن النجم ، حيث يتم إنشاء كل من المجالات الحلقية والبولويدية باستخدام ملفات مغناطيسية.

قصة

تم تقديم مصطلح "توكاماك" بواسطة الفيزيائيين الروس إيغور إفجينيفيتش تام وأندريه ديميترييفيتش ساخاروف في الخمسينيات من القرن الماضي كاختصار لعبارة "حجرة حلقية ذات ملفات مغناطيسية". تم تطوير أول توكاماك تحت إشراف الأكاديمي لوس أنجلوس أرتسيموفيتش في معهد الطاقة الذرية. الرابع كورتشاتوف في موسكو وتظاهر عام 1968 في نوفوسيبيرسك.

في الوقت الحاضر ، يعتبر التوكاماك أكثر الأجهزة الواعدة للاندماج النووي الحراري المتحكم فيه.

جهاز

التوكاماك عبارة عن حجرة فراغ حلقية مع لفائف ملفوفة حولها لتكوين مجال مغناطيسي (حلقي). يُضخ الهواء أولاً من حجرة التفريغ ، ثم يُملأ بمزيج من الديوتيريوم والتريتيوم. ثم ، بمساعدة مغو ، يتم إنشاء مجال كهربائي دوامة في الغرفة. المحث هو الملف الأساسي لمحول كبير ، حيث تكون حجرة التوكاماك هي الملف الثانوي. يتسبب المجال الكهربائي في تدفق التيار واشتعاله في غرفة البلازما.

يؤدي التيار المتدفق عبر البلازما مهمتين:

يسخن البلازما بنفس الطريقة التي تسخن بها أي موصل آخر (تسخين أوم).
- يخلق مجال مغناطيسي حول نفسه. هذا المجال المغناطيسي يسمى poloidal (أي موجه على طول الخطوط التي تمر عبر أقطاب نظام الإحداثيات الكروية).

يضغط المجال المغناطيسي على التيار المتدفق عبر البلازما. نتيجة لذلك ، يتم تكوين تكوين يتم فيه "التفاف" خطوط القوة المغناطيسية الحلزونية حول عمود البلازما. في هذه الحالة ، لا تتطابق الخطوة أثناء الدوران في الاتجاه الحلقي مع الخطوة في الاتجاه البولويد. تبين أن الخطوط المغناطيسية مفتوحة ، فهي تلتف حول الحلقة بشكل لا نهائي عدة مرات ، وتشكل ما يسمى. "الأسطح المغناطيسية" ذات الشكل الحلقي.

إن وجود مجال poloidal ضروري لحبس البلازما المستقر في مثل هذا النظام. نظرًا لأنه يتم إنشاؤه عن طريق زيادة التيار في المحرِّض ، ولا يمكن أن يكون لانهائيًا ، فإن وقت الوجود المستقر للبلازما في التوكاماك الكلاسيكي محدود. للتغلب على هذا القيد ، تم تطوير طرق إضافية للحفاظ على التيار. لهذا ، يمكن استخدام حقن ذرات الديوتيريوم أو التريتيوم المحايد المتسارع في البلازما أو إشعاع الميكروويف.

بالإضافة إلى الملفات الحلقية ، هناك حاجة إلى ملفات مجال بولويد إضافية للتحكم في خيوط البلازما. وهي عبارة عن ملفات حلقية حول المحور الرأسي لغرفة التوكاماك.

التسخين بالتدفق الحالي وحده لا يكفي لتسخين البلازما لدرجة الحرارة المطلوبة لحدوث تفاعل نووي حراري. للتدفئة الإضافية ، يتم استخدام إشعاع الميكروويف على ما يسمى. ترددات الرنين (على سبيل المثال ، التي تتزامن مع تردد السيكلوترون لأي من الإلكترونات أو الأيونات) أو حقن الذرات المحايدة السريعة.

اندماج نووي حراري متحكم فيه

الشمس مفاعل نووي حراري طبيعي

الاندماج النووي الحراري المتحكم فيه (CTF) هو توليف نوى ذرية أثقل من نوى أخف من أجل الحصول على الطاقة ، والتي يتم التحكم فيها على عكس الاندماج النووي الحراري المتفجر (المستخدم في الأسلحة النووية الحرارية). يختلف الاندماج النووي الحراري المتحكم فيه عن الطاقة النووية التقليدية في أن الأخيرة تستخدم تفاعل انشطار ، يتم خلاله الحصول على نوى أخف من نوى ثقيلة. رئيسيا التفاعلات النووية، التي من المقرر استخدامها في الاندماج النووي الحراري المتحكم فيه ، ستستخدم الديوتيريوم (2H) والتريتيوم (3H) ، وفي المستقبل البعيد ، الهيليوم 3 (3He).

مصير الاندماج النووي

نشأت فكرة إنشاء مفاعل الاندماج في الخمسينيات من القرن الماضي. ثم تقرر التخلي عنها ، حيث لم يتمكن العلماء من حل العديد من المشكلات الفنية. مرت عدة عقود قبل أن يتمكن العلماء من "إجبار" المفاعل على إنتاج أي قوة اندماج.

رسم تخطيطي للمفاعل النووي الحراري الدولي (ITER)

تم اتخاذ قرار تصميم المفاعل النووي الحراري الدولي (ITER) في جنيف في عام 1985. ويشارك في المشروع اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية واليابان والولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا الموحدة وكندا. بعد عام 1991 ، انضمت كازاخستان إلى المشاركين. لمدة 10 سنوات ، تم تصنيع العديد من عناصر المفاعل المستقبلي في المؤسسات الصناعية العسكرية في البلدان المتقدمة. على سبيل المثال ، طورت اليابان نظامًا فريدًا من الروبوتات التي يمكنها العمل داخل المفاعل. في روسيا ، تم إنشاء نسخة افتراضية من التثبيت.

في عام 1998 ، توقفت الولايات المتحدة لأسباب سياسية عن تمويل مشاركتها في المشروع. بعد وصول الجمهوريين إلى السلطة في البلاد ، وبدأ انقطاع التيار الكهربائي في كاليفورنيا ، أعلنت إدارة بوش زيادة في استثمارات الطاقة. لم تكن الولايات المتحدة تنوي المشاركة في المشروع الدولي وكانت منخرطة في مشروعها النووي الحراري. في أوائل عام 2002 ، أعلن مستشار الرئيس بوش التكنولوجي جون ماربورغر الثالث أن الولايات المتحدة قد غيرت رأيها وتعتزم العودة إلى المشروع.

المشروع من حيث عدد المشاركين يمكن مقارنته بمشروع دولي رئيسي آخر مشروع علمي- محطة الفضاء الدولية. وبلغت تكلفة ITER التي وصلت في السابق 8 مليارات دولار إلى أقل من 4 مليارات. نتيجة لانسحاب الولايات المتحدة ، تقرر خفض طاقة المفاعل من 1.5 جيجاواط إلى 500 ميجاوات. وعليه فإن سعر المشروع "فقد وزنه".

في يونيو 2002 في العاصمة الروسيةعقدت ندوة "أيام ITER في موسكو". ناقش المشاكل النظرية والعملية والتنظيمية لإحياء المشروع ، والتي يمكن أن يؤدي نجاحها إلى تغيير مصير البشرية وإعطائها. النوع الجديدالطاقة ، من حيث الكفاءة والفعالية من حيث التكلفة مقارنة فقط بالطاقة الشمسية.

إذا وافق المشاركون على مكان إنشاء المحطة وبدء بنائها ، فوفقًا لتوقعات الأكاديمي فيليكوف ، سيتم الحصول على أول بلازما بحلول عام 2010. بعد ذلك سيكون من الممكن البدء في بناء أول محطة للطاقة النووية الحرارية ، والتي ، في ظل ظروف مواتية ، يمكن أن تنتج التيار الأول في عام 2030.

في ديسمبر 2003 ، اجتمع العلماء المشاركون في مشروع ITER في واشنطن ليحددوا أخيرًا موقع البناء المستقبلي. وذكرت وكالة الأنباء الفرنسية نقلاً عن أحد المشاركين في الاجتماع ، أن القرار أرجئ إلى عام 2004. وستعقد المفاوضات القادمة حول هذا المشروع في مايو 2004 في فيينا. سيبدأ بناء المفاعل في عام 2006 ومن المقرر إطلاقه في عام 2014.

مبدأ التشغيل

الاندماج طريقة رخيصة وصديقة للبيئة لإنتاج الطاقة. لمليارات السنين ، كان الاندماج النووي الحراري غير المنضبط يحدث على الشمس - يتكون الهيليوم من النظير الثقيل لدوتيريوم الهيدروجين. هذا يطلق كمية هائلة من الطاقة. ومع ذلك ، فإن الناس على الأرض لم يتعلموا بعد التحكم في ردود الفعل هذه.

البلازما في مفاعل الاندماج

سيتم استخدام نظائر الهيدروجين كوقود في مفاعل ITER. أثناء التفاعل النووي الحراري ، يتم إطلاق الطاقة عندما تتحد ذرات الضوء لتكوين ذرات أثقل. لتحقيق ذلك ، من الضروري تسخين الغاز إلى درجة حرارة تزيد عن 100 مليون درجة - أعلى بكثير من درجة الحرارة في مركز الشمس. يتحول الغاز عند درجة الحرارة هذه إلى بلازما. في الوقت نفسه ، تندمج ذرات نظائر الهيدروجين وتتحول إلى ذرات هيليوم مع الإطلاق عدد كبيرالنيوترونات. ستستخدم محطة توليد الكهرباء التي تعمل وفقًا لهذا المبدأ طاقة النيوترونات المعتدلة بواسطة طبقة مسألة كثيفة(الليثيوم)

سيستغرق بناء المحطة ما لا يقل عن 10 سنوات و 5 مليارات دولار. تتنافس فرنسا واليابان على الحق المرموق في أن تكونا موطنًا لعملاق الطاقة.

مكان البناء

وقدمت كندا واليابان وإسبانيا وفرنسا مقترحات لاستضافة المفاعل على أراضيها.

تبرر كندا الحاجة إلى وضع المفاعل على أراضيها بحقيقة أنه يوجد في هذا البلد احتياطيات كبيرة من التريتيوم ، وهو إهدار للطاقة النووية. سيسمح بناء مفاعل الاندماج بالتخلص منها.

في اليابان ، وفقًا لوكالة كيودو تسوشين للأنباء ، كانت ثلاث محافظات في صراع يائس من أجل الحق في بناء مفاعل في المنزل. في نفس الوقت ، سكان الجزيرة الشماليةعارض هوكايدو بناءه على أرضهم.

في نوفمبر من هذا العام ، أوصى الاتحاد الأوروبي بمدينة Cadarache الفرنسية كموقع بناء مستقبلي. ومع ذلك ، من الصعب التكهن بالكيفية التي سيتم بها التصويت. يتوقع من الخبراء اتخاذ قرارهم على أساس موضوعي بحت حقائق علميةومع ذلك ، قد تؤثر الدلالات السياسية أيضًا على التصويت. لقد تحدثت الولايات المتحدة بالفعل ضد منح بناء المفاعل لفرنسا ، مذكّرة بسلوكها المثير للانقسام خلال الصراع في العراق.

قال وزير البحث الفرنسي "لدينا هيكل علمي وتقني قائم بالفعل ، وكفاءة وخبرة ، وهي الضامن للوفاء بالمواعيد النهائية".

تتمتع اليابان أيضًا بعدد من المزايا - تقع روكاشو مورا بجوار الميناء وبجوار القاعدة العسكرية الأمريكية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن اليابانيين على استعداد لاستثمار أموال في المشروع أكثر بكثير من فرنسا. قال وزير العلوم والتعليم الياباني: "إذا تم اختيار اليابان ، فسوف نغطي جميع النفقات اللازمة".

وقال متحدث باسم الحكومة الفرنسية للصحفيين إنه أجرى "محادثات مكثفة للغاية رفيعة المستوى" قبل الاجتماع. ومع ذلك ، وفقًا لبعض التقارير ، تفضل جميع الدول باستثناء الاتحاد الأوروبي اليابان على فرنسا.

سلامة البيئة

المنشأة الجديدة ، وفقًا للعلماء ، أكثر أمانًا من الناحية البيئية من المفاعلات النووية العاملة اليوم. يتم إنتاج الهيليوم كوقود مستنفد في منشأة ITER ، وليس نظائره التي يجب تخزينها في مرافق تخزين خاصة لعقود.

يعتقد العلماء أن احتياطيات الوقود لمحطات الطاقة هذه لا تنضب عمليًا - يمكن استخراج الديوتيريوم والتريتيوم بسهولة من مياه البحر. يمكن أن يطلق كيلوغرام من هذه النظائر قدرًا من الطاقة يصل إلى 10 ملايين كيلوغرام من الوقود الأحفوري.

- جهاز لإجراء تفاعل اندماج نووي حراري في بلازما ساخنة في وضع شبه ثابت ، حيث يتم تكوين البلازما في غرفة حلقية وتثبيتها بواسطة مجال مغناطيسي. الغرض من التركيب هو تحويل الطاقة النووية إلى طاقة حرارية ثم إلى طاقة كهربائية. كلمة "tokamak" في حد ذاتها هي اختصار لاسم "الحجرة الحلقية المغناطيسية" ، ومع ذلك ، استبدل مبتكرو التثبيت "r" بـ "k" في النهاية ، حتى لا يثيروا ارتباطات بشيء سحري.

الطاقة الذرية (سواء في المفاعل أو في القنبلة) التي يتلقاها الشخص عن طريق فصل النوى العناصر الثقيلةإلى الأخف وزنا. الطاقة لكل نواة هي الحد الأقصى للحديد (ما يسمى "الحد الأقصى من الحديد") ، ومنذ ذلك الحين الحد الأقصى في الوسط ، عندئذٍ سيتم إطلاق الطاقة ليس فقط أثناء اضمحلال المواد الثقيلة ، ولكن أيضًا عند دمج العناصر الخفيفة. تسمى هذه العملية الاندماج النووي الحراري ، وتحدث في قنبلة هيدروجينية ومفاعل نووي حراري. هناك العديد من التفاعلات النووية الحرارية المعروفة ، تفاعلات الاندماج. يمكن أن يكون مصدر الطاقة هو تلك التي يتوفر لها وقود رخيص الثمن ، وهناك طريقتان مختلفتان تمامًا لبدء تفاعل الاندماج.

الطريقة الأولى "قابلة للانفجار": يتم إنفاق جزء من الطاقة على إحضار كمية صغيرة جدًا من المادة إلى الحالة الأولية المطلوبة ، ويحدث تفاعل تخليقي ، ويتم تحويل الطاقة المنبعثة إلى شكل مناسب. في الواقع ، هذه قنبلة هيدروجينية ، وزنها مليغرام فقط. استخدم كمصدر للطاقة الأولية قنبلة ذريةلا يمكن أن تكون "صغيرة". لذلك ، كان من المفترض أن يتم تشعيع قرص مليمتر من جليد الديوتيريوم والتريتيوم (أو كرة زجاجية بمزيج مضغوط من الديوتيريوم والتريتيوم) من جميع الجوانب بواسطة نبضات الليزر. في هذه الحالة ، يجب أن تكون كثافة الطاقة على السطح مثل البلازما الطبقة العلياتبين أن القرص قد تم تسخينه إلى درجة حرارة يكون عندها الضغط على الطبقات الداخلية وتسخين الطبقات الداخلية للقرص نفسه كافيين لتفاعل التوليف. في هذه الحالة ، يجب أن يكون النبض قصيرًا جدًا بحيث لا يكون للمادة التي تحولت إلى بلازما بدرجة حرارة عشرة ملايين درجة في نانوثانية وقت للتشتت ، ولكنها تضغط على الجزء الداخلي من الجهاز اللوحي. هذه الجزء الداخلييضغط إلى كثافة أكبر بمئة مرة من الكثافة المواد الصلبة، وتسخن حتى مائة مليون درجة.

الطريقة الثانية. يمكن تسخين المواد الأولية ببطء نسبيًا - ستتحول إلى بلازما ، ومن ثم يمكن إدخال الطاقة إليها بأي شكل من الأشكال ، حتى يتم الوصول إلى شروط بدء التفاعل. لكي يستمر التفاعل النووي الحراري في خليط من الديوتيريوم والتريتيوم والحصول على ناتج طاقة إيجابي (عندما تكون الطاقة المنبعثة نتيجة تفاعل نووي حراري أكبر من الطاقة التي يتم إنفاقها على هذا التفاعل) ، من الضروري إنشاء بلازما بكثافة لا تقل عن 10 14 جسيم / سم 3 (10-5 ضغط جوي) ، وتسخينها حتى حوالي 10 9 درجات ، بينما تتأين البلازما تمامًا.

هذا التسخين ضروري حتى تتمكن النوى من الاقتراب من بعضها البعض ، على الرغم من تنافر كولوم. يمكن إثبات أنه من أجل الحصول على الطاقة ، من الضروري الحفاظ على هذه الحالة لمدة ثانية على الأقل (ما يسمى ب "معيار لوسون"). هناك صياغة أكثر دقة لمعيار لوسون وهي أن ناتج التركيز ووقت الصيانة لهذه الحالة يجب أن يكون في حدود 1015 sCh سم -3. تكمن المشكلة الرئيسية في استقرار البلازما: في غضون ثانية ، سيكون لديها وقت للتمدد عدة مرات ، ولمس جدران الغرفة وتبرد.

في عام 2006 ، بدأ المجتمع الدولي ببناء مفاعل تجريبي. لن يكون هذا المفاعل مصدرًا حقيقيًا للطاقة ، ولكنه مصمم بطريقة تجعل بعده - إذا كان كل شيء يعمل بشكل جيد - من الممكن البدء في بناء "الطاقة" ، أي مخصص للتضمين في شبكة الطاقة والمفاعلات النووية الحرارية. أكبر المشاريع المادية (مسرعات ، تلسكوبات راديوية ، محطات فضاء) يصبح مكلفًا للغاية لدرجة أن النظر في الخيارين يتجاوز إمكانيات حتى البشرية التي وحدت جهودها ، لذلك يجب اتخاذ خيار.

يجب أن تُعزى بداية العمل على الاندماج النووي الحراري الخاضع للرقابة إلى عام 1950 ، عندما توصل أي.إي تام وأيه دي ساخاروف إلى استنتاج مفاده أنه من الممكن تحقيق CTS (اندماج نووي حراري متحكم فيه) باستخدام الحبس المغناطيسي للبلازما الساخنة. في المرحلة الأولية ، تم تنفيذ العمل في بلدنا في معهد كورتشاتوف تحت قيادة لوس أنجلوس أرتسيموفيتش. يمكن تقسيم المشاكل الرئيسية إلى مجموعتين - مشاكل عدم استقرار البلازما والمشاكل التكنولوجية (الفراغ النقي ، مقاومة الإشعاع ، إلخ.) تم إنشاء أول توكاماك في 1954-1960 ، والآن تم بناء أكثر من 100 توكاماك في العالم . في الستينيات من القرن الماضي ، تبين أنه فقط عن طريق التسخين الناتج عن مرور التيار ("التسخين الأومي") ، من المستحيل إحضار البلازما إلى درجات حرارة نووية حرارية. يبدو أن الطريقة الأكثر طبيعية لزيادة محتوى الطاقة في البلازما هي طريقة الحقن الخارجي للجسيمات المحايدة السريعة (الذرات) ، ولكن في السبعينيات فقط تم الوصول إلى المستوى التقني الضروري و تجارب حقيقيةباستخدام المحاقن. الآن أكثر الأمور الواعدة هي تسخين الجسيمات المحايدة عن طريق الحقن والإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الموجات الدقيقة. في عام 1988 ، تم بناء توكاماك T-15 ما قبل المفاعل مع اللفات فائقة التوصيل في معهد كورتشاتوف. منذ عام 1956 ، أثناء زيارة NS Khrushchev لبريطانيا العظمى ، أعلن IV Kurchatov أن هذه الأعمال يتم تنفيذها في الاتحاد السوفياتي. يتم تنفيذ العمل في هذا المجال بشكل مشترك من قبل العديد من البلدان. في عام 1988 ، بدأ اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية والولايات المتحدة الأمريكية والاتحاد الأوروبي واليابان في تصميم أول مفاعل توكاماك التجريبي (سيتم بناء التركيب في فرنسا).

تبلغ أبعاد المفاعل المصمم 30 مترا وقطرها 30 مترا. فترة البناء المتوقعة لهذا المصنع ثماني سنوات وعمر التشغيل 25 سنة. حجم البلازما في التركيب حوالي 850 متر مكعب. تيار البلازما 15 ميغا أمبير. يتم الحفاظ على الطاقة النووية الحرارية للتركيب البالغة 500 ميغاواط لمدة 400 ثانية. في المستقبل ، من المتوقع أن يزداد هذا الوقت إلى 3000 ثانية ، مما يجعل من الممكن تنفيذ الأول بحث حقيقيفيزياء الاندماج النووي الحراري ("الاحتراق الحراري النووي") في البلازما.

لوكيانوف س. البلازما الساخنة والاندماج النووي الخاضع للرقابة. M. ، علوم ، 1975
أرتسيموفيتش L. A. ، Sagdeev R. Z. فيزياء البلازما للفيزيائيين. م ، أتوميزدات ، 1979
هيجلر م ، كريستيانسن م. مقدمة في الاندماج النووي الحراري المتحكم فيه. م ، مير ، 1980
كيلين ج. اندماج نووي حراري متحكم فيه. م ، مير ، 1980
بويكو ف. الاندماج النووي الحراري المتحكم فيه ومشاكل الاندماج النووي الحراري بالقصور الذاتي. مجلة سوروس التعليمية. 1999 ، رقم 6

نحن نعلم أن الكلمات الروسية "بيلوغا" ، "فودكا" ، "ساموفار" دخلت حيز التنفيذ لغات اجنبيةبدون ترجمة. لكن بصرف النظر عن السخرية ، فهي لا تسبب شيئًا. والشيء الآخر هو كلمة "غير قابلة للترجمة" مثل "قمر صناعي" ، تظهر الإمكانات العالية للعلوم والتكنولوجيا المحلية. لكن "القمر الصناعي" أصبح في الماضي بالفعل. هل هناك مصطلح جديد يمكن أن يثير الفخر في البلاد؟

200 ألف كيلوواط ساعة من الكهرباء تكفي لسد كل احتياجات أوروبية حديثة لمدة 30 عاما. لتوليد هذه الكمية من الكهرباء ، يكفي حمام واحد من الماء (45 لترًا) وكمية الليثيوم التي تحتويها بطارية كمبيوتر واحدة. ولكن مع التقنيات الحالية لتوليد الطاقة من الوقود الأحفوري ، فإنه يستهلك 70 طنًا من الفحم.

هناك كلمة أخرى يتم نطقها بنفس الطريقة في جميع اللغات - "توكاماك". أعطى الاختصار الروسي الاسم للعديد من المنشآت التي تم بناؤها حول العالم والتي يتم فيها الاحتفاظ بالبلازما في عملية الاندماج الحراري النووي بواسطة مجال مغناطيسي. يُطلق على Tokamak أيضًا اسم المفاعل المستقبلي لمشروع ITER الدولي ، والذي يجب أن يمنح البشرية إمكانية الوصول إلى مصدر طاقة لا ينضب عمليًا.

"هذا هو كلمة روسية، - يخبر المشاركين في الجولة الصحفية في منظمة عالمية ITER ( مفاعل تجريبي نووي حراري دولي. - اوت. ) روبرت أرنو من قسم الاتصالات. "وماذا يعني ذلك ، سيقول زميلي من روسيا."

و الكسندر بيتروف ، ممثل مركز التصميم الروسي ITER، يشرح عن طيب خاطر: "كاميرا حلقية بملفات مغناطيسية!" ثم اضطر إلى تكرار هذا أكثر من مرة في مسجلات الصوت وكاميرات الصحفيين من أوروبا وكوريا والصين وكندا ...

كيف يتم التوليف؟

تم اقتراح فكرة توكاماك من قبل الأكاديمي لافرينتييف ، وتم الانتهاء منها أندريه ساخاروفو إيغور تام. إذا كانت التقنيات الحالية للطاقة النووية تعتمد على تفاعل الاضمحلال ، فعندما تتشكل نوى أخف من نوى أثقل ، ثم في الاندماج النووي الحراري ، على العكس ، الضوء النوى الذريةتتحد لتشكل أثقل.

في الأساس ، نحن نتحدث عن نظائر الهيدروجين - الديوتيريوم والتريتيوم. تتكون نواة الأول من بروتون ونيوترون ، وتتكون نواة الثاني من بروتون ونيوترونين. في ظل الظروف العادية ، تتنافر النوى المشحونة بشكل متماثل ، بالطبع ، بعضها البعض ، ولكن في درجات حرارة عالية جدًا ، على العكس من ذلك ، تتحد. نتيجة لذلك ، يتم تكوين نواة الهليوم بالإضافة إلى نيوترون واحد حر ، ولكن الأهم من ذلك ، يتم إطلاق كمية هائلة من الطاقة ، والتي كانت الذرات تنفقها على التفاعل مع بعضها البعض. يتم "الحصول" بسهولة على الديوتيريوم من الماء ، ويكون التريتيوم غير مستقر بشكل أكبر ، لذلك يتم إنتاجه داخل التركيب بسبب التفاعل مع الليثيوم.

أعطى أحد المفاعلات النووية الحرارية - الشمس - للبشرية فرصة للعيش على كوكبنا ، مع ارتفاع درجة حرارته. في مركز النجم ، حيث يتم تحقيق كثافة بلازما عالية جدًا تحت تأثير الجاذبية ، يستمر التفاعل عند درجة حرارة 15 مليون درجة مئوية. على الأرض ، لن يكون من الممكن تحقيق مثل هذه الكثافة - يبقى فقط زيادة درجة الحرارة. في مفاعل مشروع ITER ، يجب أن تصل درجة الحرارة إلى 150 مليون درجة مئوية - أعلى بـ 10 مرات مما هو عليه في قلب الطاقة الشمسية!

هل يمكن لأي شخص آخر غير الفيزيائيين أن يتخيل مثل هذا الشيء؟ وماذا عن المواد التي يمكن أن تصمد أمامها على الأرض؟ لا يوجد شيء من هذا القبيل. هذا هو سبب اختراع التوكاماك. حجرة الفراغ على شكل "دونات" مجوفة محاطة بمغناطيسات كهربائية فائقة التوصيل - فهي تخلق مجالات مغناطيسية حلقية ومتعددة الصبغة لا تسمح للبلازما الساخنة بلمس جدران الغرفة. يوجد أيضًا مغناطيس كهربائي مركزي - مغو. يؤدي تغيير التيار فيه إلى حركة الجزيئات في البلازما ، وهو أمر ضروري للتوليف.

يحتاج وقود الاندماج النووي الحراري إلى حد أدنى ، والسلامة أعلى بكثير من التقنيات الحالية. بعد كل شيء ، كثافة البلازما منخفضة جدًا (أقل مليون مرة من كثافة الغلاف الجوي!) - وبالتالي ، لا يمكن أن يكون هناك انفجار. وعند أدنى انخفاض في درجة الحرارة ، يتوقف التفاعل - ثم تتفتت البلازما ، كما يقول الفيزيائيون ، دون التسبب في أي ضرر بيئة. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم تحميل الوقود بشكل مستمر ، أي أنه يمكن إيقاف تشغيل المفاعل بسهولة في أي وقت. النفايات المشعةعمليا لا تنتج.

ما هو طول الطريق؟

منذ أواخر الستينيات ، عندما أصبح نجاح الفيزيائيين السوفييت في مجال التفاعل النووي الحراري الخاضع للرقابة واضحًا ، ظهرت التوكاماك ليس فقط في روسيا ، ولكن أيضًا في كازاخستان والولايات المتحدة الأمريكية وأوروبا واليابان والصين. لقد أثبتوا أنه من الحقيقي تكوين والاحتفاظ ببلازما عالية الحرارة يحدث فيها التفاعل. ومع ذلك ، كان التعليق قصيرًا حتى الآن ، حيث يتم احتسابه بالثواني ، كما أنه مكلف من حيث الطاقة التي يتم إنفاقها على التسخين. بالنسبة للعلم ، كانت هذه النتائج كافية ، لكن ليس للإنسانية أن تدخل عصرًا جديدًا للطاقة.

ثم وُلدت فكرة مشروع دولي ، وتتمثل مهمته الرئيسية في بناء مفاعل قادر على توليد طاقة بأحجام أكبر بكثير من اللازم للحفاظ على تفاعل نووي حراري. س ≥ 10 - هكذا يصوغه الفيزيائيون.

تم وضع البداية في عام 1985 في اجتماع لرؤساء الاتحاد السوفياتي والولايات المتحدة. أطلق على المشروع اسم المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي: ITER - in النسخ الإنجليزية، ITER - باللغة الروسية. إنه يحل مشكلة مشتركة للبشرية جمعاء ، والحجم هو أن دولة واحدة لا تستطيع أن تنجح في حلها ، وبالتالي فقد أصبحت دولية. وهي تضم اليوم دول الاتحاد الأوروبي والصين والهند واليابان وجمهورية كوريا وروسيا والولايات المتحدة. يتم تحديد مشاركة كل طرف: أوروبا - 45٪ ، الباقي - 9٪ لكل طرف صغير ، لكن لا يتم التعبير عنه بالعملة ، ولكن بمساهمة ملموسة - العمل المنجز أو المعدات المصنعة.

استغرق المشروع عقودًا ليصطف و "يرسم" - على الورق ، في نماذج ثلاثية الأبعاد. والآن يتم رسم معالمها وخطوطها في موقع حقيقي في جنوب فرنسا ، بجوار مركز أبحاث Cadarache ، الذي له توكاماك خاص به.

ما هي مساهمتنا؟

رائحة الأعشاب البروفنسية تغلف المناظر الطبيعية الجبلية ، بما في ذلك منطقة رائعة (42 هكتارًا ، أو 60 ملعب كرة قدم) بها خمسة رافعات برجية ضخمة ، حيث يتم تشييد المباني ، التي سيكون هناك 39 منها ، على قدم وساق. بحلول عام 2020 ، يجب أن تكتمل ، لكن المعدات ستبدأ في الوصول مبكرًا - مع اكتمال مراحل معينة.

تسقط عمليات التسليم الرئيسية من روسيا في الموعد المحدد لها في 2016-2017. تشارك بلادنا في بناء جميع الهياكل الرئيسية لشركة megatokamak ، وتصنع الموصلات الفائقة ، وتخلق أنظمة الاختبار والتشخيص. وتشارك في هذا أكثر من 30 شركة ومنظمة روسية ، معظمها شركات تابعة لشركة Rosatom State Corporation. بعد كل شيء ، كان من الممكن في الصناعة النووية ، على الرغم من الأوقات الصعبة التي مرت بها البلاد ، الحفاظ على إمكانات علمية وإنتاجية عالية.

"كجزء من الالتزامات الروسية ، يتم تصنيع 25 نظامًا لـ ITER. هذه ليست تجارب وليست بحثًا وتطويرًا - فهذه معدات يجب تسليمها إلى Cadarache في الوقت المحدد ، " يقول أناتولي كراسيلنيكوف ، رئيس مركز مشاريع ITER - الوكالة الروسية ITER.

المعدات نفسها فريدة من نوعها - في معظم الحالات ، يتم تطوير تقنيات جديدة تمامًا لإنشائها. على سبيل المثال ، الجدار الأول للبطانية ("البطانية") لغرفة البلازما ، والتي سيكون لها أقصى حمل لدرجة الحرارة. ما هي المواد التي يمكن أن تصمد؟ ما الفروق الدقيقة التي يجب تضمينها في التصميم؟ تمت الإجابة على هذه الأسئلة بالفعل في معهد أبحاث المعدات الكهرو فيزيائية. دي في افريموفا (نييفا). سوف يكون الجدار مصنوعًا من البريليوم ، وليس صلبًا ، ولكنه مقطوع إلى ألواح مربعة صغيرة - بحيث يمكن للمادة "التنفس" بسهولة أكبر ولا تتصدع بسبب درجات الحرارة المرتفعة ، مثل الأرض في حرارة الصيف.

مهمة أخرى جادة حلها علماء روساتوم والمتخصصون بالفعل هي مزيج من مواد مختلفة مع بعضها البعض: البريليوم - البرونز ، والنحاس - الفولاذ المقاوم للصدأ ، والتنغستن - والنحاس. اللحام التقليدي غير مناسب لظروف المشروع ، لذلك يتم لحام النحاس على التنجستن في غرفة مفرغة ، ويتم توصيل الفولاذ بالنحاس باستخدام طريقة "اللحام بالانفجار" - ثم يتم تشكيل كتلة معدنية واحدة لم يعد من الممكن فصلها حتى في درجات حرارة عالية جدًا.

تعد المشاركة في المشروع حافزًا خطيرًا ليس فقط للعلم المحلي ، ولكن أيضًا لاقتصاد البلد ، لأنه يجعل من الممكن الانتقال إلى مستوى مختلف من التكنولوجيا والإنتاج ، بل وحتى القفز في بعض الأحيان. على سبيل المثال ، خلال 4 سنوات في مصنع تشيبيتسك الميكانيكي ، أتقنوا إنتاج منتجات سبائك التيتانيوم من الصفر. في العام الماضي ، أكمل علماؤنا النوويون بالفعل شحنات خيوط فائقة التوصيل لـ ITER. بفضل المشاركة في المشروع ، تم إطلاق مجموعة جديدة - معقدة ومكلفة - من المنتجات في المصنع ، مما أدى إلى زيادة دخل الشركة بشكل كبير.

لماذا الانزلاق؟

في الواقع ، فإن الرغبة في إتقان التكنولوجيا تفسر إلى حد كبير التعاون الدولي في المشروع. في الواقع ، بغض النظر عمن شارك في تطوير أو إنتاج جزء أو تصميم معين ، فإن التقنيات التي تم إنشاؤها تصبح منتجًا فكريًا مشتركًا لجميع البلدان المشاركة ويمكن استخدامها من قبلهم لأغراض أخرى.

صحيح أن ظروف المشاركة الديمقراطية وعدم وجود ميزانية عامة للمشروع تحولت إلى حقيقة أنه لا يتواءم الجميع مع التزاماتهم في الوقت المحدد. كانت هناك تأخيرات وخلافات. وإذا لم تكن هناك شكاوى بشأن روسيا ، فهي الطرف الأكثر إلزامية في المشروع ، ثم في نفس أوروبا كان هناك تأخر ملحوظ.

تم أيضًا تأجيل التواريخ المجدولة في الأصل. من غير الواقعي بالفعل الحصول على أول بلازما بحلول عام 2020 ، وأول طاقة في الشبكة بحلول عام 2027. بالطبع ، هذا يرجع إلى حد كبير إلى ابتكار المشروع - لم يقم أحد في العالم بأي شيء كهذا من قبل. ومن الطبيعي أن تجري الحياة تعديلاتها الخاصة على الحسابات الورقية. ولكن ، من ناحية أخرى ، هناك أيضًا اختيارية أولية. الجديد يعتزم استبعاده الرئيس التنفيذي لمشروع برنارد بيجوت. ووفقا له ، بحلول نهاية هذا العام ، ينبغي الموافقة على الجدول الزمني المعدل وينبغي مراجعة نظام إدارة المشروع. ولا يستبعد إمكانية إعادة توزيع بعض الأعمال على المشاركين.

"اعتقدنا أن الوفاء بالمواعيد النهائية سيكون ممكنًا ببساطة بسبب حسن النية وحسن النية. أدركنا الآن أنه بدون إدارة صارمة لن يأتي شيء من ذلك. لكن الأمر لا يتعلق بمن سيتولى إدارة من - يجب أن نتعلم العمل معًا "، كما يقول ب.

لماذا الحلم؟

الرئيس التنفيذي الجديد هو أحد العلماء الذين لا يؤمنون بالمشروع فحسب ، بل مقتنعون بنجاحه. وقال "لا توجد خطة بديلة ولا بديل". - يمكننا إجراء تعديلات. لكن هذه هي القصة الحقيقية ".

يسمى الواقع بالمشروع المئات من علمائنا ومختصينا. و إلا كيف؟ في الواقع ، لا يوجد في منظمة ITER سوى مبنى مكاتب وموقع بناء. لكنهم يفعلون ذلك في معاهد أبحاث Rosatom الخاصة بنا وفي مؤسساتها ، وكذلك في المنظمات والشركات الأخرى المشاركة في المشروع. لقد صنعوا بالفعل موصلات فائقة ، وأطلقوا كبلات غير مرئية حتى الآن ، حيث وُضعت مئات الأسلاك الملتوية في غمد من النحاس والفولاذ ، وبدأت في لف الملفات. في الآونة الأخيرة ، في سانت بطرسبرغ NIIEFA ، تم بنجاح اختبار نموذج أولي من المقاومات للإخراج السريع للطاقة من لفات النظام المغناطيسي ، وفي نيزهني نوفجورودفي NPP "Gikom" - اختبار النموذج الأولي لمركب الجيروترون لتوليد تيار وتسخين البلازما. في معهد TRINITI ، اكتسبت أجهزة الكشف عن الألماس لغرفة النيوترون العمودية ميزات حقيقية.

ومع ذلك ، فإن الواقع والحلم في ITER لا ينفصلان عن بعضهما البعض. بالنسبة للعلماء والمتخصصين المتحمسين لعملهم ، فإن المشروع لم يفتح فقط آفاقًا جديدة - بل جعلها روحانية. يتذكر Evgeny Veshchev ، المتخصص في التشخيص ، كيف رأى لأول مرة ، عندما كان طالبًا في MEPhI ، توكاماك واستمع إلى محاضرة حول آفاق الطاقة النووية الحرارية. لقد كان مصدر إلهام عندما علم بالمشروع ، وفكر: "كم هو عظيم أن تشارك في مثل هذه القضية المهمة للإنسانية!" وهو الآن سعيد لأنه يساهم فيه كل يوم.

"الأحلام يمكن أن تكون مكلفة - مثل مهمة أبولو أو برامج ناسا ،" بحماسة مارك هيندرسون ، رئيس قسم السيكلوترون الإلكتروني. - لكن يجب أن نحلم! بما في ذلك حول الاندماج النووي الجديد ، والذي يمكن أن يسمى بروميثيوس اليوم.