ITER(ITER) միջազգային փորձարարական ջերմամիջուկային ռեակտորի նախագիծ է։ ITER-ի խնդիրն է ցույց տալ ջերմամիջուկային ռեակտորի կոմերցիոն օգտագործման հնարավորությունը և լուծել ֆիզիկական և տեխնոլոգիական խնդիրները, որոնք կարող են բախվել ճանապարհին:
Ռեակտորի նախագծումն ամբողջությամբ ավարտվել է, և դրա կառուցման համար ընտրվել է մի վայր՝ Ֆրանսիայի հարավում գտնվող Cadarache հետազոտական ​​կենտրոնը (fr. Cadarache), ք. 60 կմՄարսելից։ Ներկայումս (դրությամբ 2012 թվականի մարտ) ավարտին են մոտենում ռեակտորի երկաթբետոնե հիմքի ստեղծման և փոսում պատերի կառուցման աշխատանքները։

Շինարարություն, որի արժեքը ի սկզբանե գնահատվել է 5 միլիարդ եվրո, ի սկզբանե նախատեսվում էր ավարտել 2011 թ 2016 տարին, սակայն, աստիճանաբար ծախսերի գնահատված գումարը կրկնապատկվեց, իսկ հետո փորձերի մեկնարկի ամսաթիվը փոխվեց. 2020 տարին։
Ի սկզբանե «ITER» անվանումը ձևավորվել է որպես անգլերենի հապավում։ Միջազգային ջերմամիջուկային փորձարարական ռեակտոր, սակայն ներկայումս այն պաշտոնապես չի համարվում հապավում, այլ ասոցացվում է լատ բառի հետ։ iter − ճանապարհ.

Մասնակից երկրներ.

• ԵՄ երկրներ (գործում են որպես ամբողջություն)
• Հնդկաստան
• Չինաստան
• Կորեայի Հանրապետություն
• Ռուսաստան
• Ճապոնիա

Կուրչատովի ինստիտուտը, Ռոսատոմ պետական ​​կորպորացիան, NII EFA im. DV Efremova, NIKIET, կիրառական ֆիզիկայի ինստիտուտ RAS, TRINITI, FTI im. A. F. Ioffe, VNIINM, VNIIKP, «Գիտություն և նորարարություն» կառավարող ընկերություն:

Շինություն:

• 2010 − հիմքի փոսի փորման մեկնարկ։
• 2013 - Համալիրի շինարարության սկիզբ:
• 2014 - առաջին մասերի ժամանումը:
• 2015թ.՝ ժողովի սկիզբ.
• 2019թ.՝ ժողովի ավարտ.
• 2020 դ.- պլազմայի հետ փորձերի սկիզբը:
• 2027 դ.- փորձեր դեյտերիում-տրիտումի պլազմայի հետ:

Կայքի պատրաստում

ITER-ի օբյեկտները կտեղակայվեն ընդհանուր առմամբ 180 հաՍեն-Պոլ-լե-Դուրանս (Պրովանս-Ալպեր-Կոտ դ'Ազուր շրջան, հարավային Ֆրանսիայի շրջան) կոմունայի հողը, որն արդեն դարձել է ֆրանսիական միջուկային հետազոտությունների կենտրոնի CEA (Commissariat à l "énergie atomique, Ատոմային էներգիայի կոմիսարիատ):

ITER-ի ամենակարևոր մասն ինքն է tokamakև ամբողջ գրասենյակային տարածքը կտեղակայվի կայքում ք 1 կմերկարությունը և 400 մլայնությունը։ Նախատեսվում է, որ շինարարությունը կտևի մինչև 2017 տարվա. Հիմնական աշխատանքն այս փուլում իրականացվում է ֆրանսիական ITER գործակալության և ըստ էության CEA-ի ղեկավարությամբ։

Ընդհանուր առմամբ, ITER-ի օբյեկտները կլինեն 60 մետրզանգվածի հսկայական 23 հազար տոննա։

Տեխնիկական մանրամասներ

ITER-ը վերաբերում է տիպի միաձուլման ռեակտորներին «տոկամակ». Երկու միջուկ. դեյտերիումև տրիտիումմիաձուլվել՝ առաջացնելով հելիումի միջուկ (ալֆա մասնիկ) և բարձր էներգիայի նեյտրոն։

Դիզայնի բնութագրերը.

• Կառուցվածքի ընդհանուր շառավիղը − 10,7 մ
• Բարձրություն - 30 մ
• Պլազմայի մեծ շառավիղ - 6.2 մ
• Պլազմայի փոքր շառավիղ - 2,0 մ
• Պլազմայի ծավալը - 837 մ3
• Մագնիսական դաշտ - 5.3 Տ
• Առավելագույն հոսանքը պլազմայի սյունակում − 15 MA
• Պլազմայի արտաքին ջեռուցման հզորությունը − 40 ՄՎտ
• Միաձուլման հզորություն - 500 ՄՎտ
• Power Gain - 10x
• Միջին ջերմաստիճան - 100 MK
• Զարկերակի տևողությունը - 400 գ

Ճառագայթային անվտանգություն

Ջերմամիջուկային ռեակտորը ճառագայթման առումով շատ ավելի անվտանգ է, քան միջուկային ռեակտորը: Նախ՝ նրանում ռադիոակտիվ նյութերի քանակը համեմատաբար փոքր է։ Այն էներգիան, որը կարող է արձակվել ցանկացած վթարի արդյունքում, նույնպես փոքր է և չի կարող հանգեցնել ռեակտորի կործանմանը։ Միաժամանակ ռեակտորի նախագծման մեջ կան մի քանի բնական խոչընդոտներ, որոնք կանխում են ռադիոակտիվ նյութերի տարածումը։ Օրինակ, վակուումային խցիկը և կրիոստատի պատյանը պետք է կնքված լինեն, հակառակ դեպքում ռեակտորը պարզապես չի կարող աշխատել։ Սակայն ITER-ի նախագծման ժամանակ մեծ ուշադրություն է դարձվել ճառագայթային անվտանգությանը, ինչպես նորմալ շահագործման, այնպես էլ հնարավոր վթարների ժամանակ։

Հնարավոր ռադիոակտիվ աղտոտման մի քանի աղբյուրներ կան.

1. ջրածնի ռադիոակտիվ իզոտոպ - տրիտում;
2. նեյտրոնային ճառագայթման արդյունքում տեղադրման նյութերում առաջացած ռադիոակտիվություն.
3. առաջին պատի վրա պլազմայի ազդեցության արդյունքում առաջացած ռադիոակտիվ փոշին.
4. ռադիոակտիվ կորոզիայի արտադրանք, որոնք կարող են ձևավորվել հովացման համակարգում:

Տրիտիումի և փոշու տարածումը կանխելու համար, եթե դրանք դուրս գան վակուումային խցիկի և կրիոստատի սահմաններից, օդափոխության հատուկ համակարգը կպահպանի ռեակտորի շենքում ճնշումը նվազեցնելու համար: Հետեւաբար, շենքից օդի արտահոսք չի լինի, բացառությամբ օդափոխման ֆիլտրերի միջոցով:

Միջազգային փորձարարական ջերմամիջուկային ITER ռեակտորը կարելի է առանց չափազանցության անվանել մեր ժամանակի ամենանշանակալի հետազոտական ​​նախագիծը: Կառուցման մասշտաբով այն հեշտությամբ կգերազանցի Մեծ հադրոնային կոլայդերին, և հաջողության դեպքում այն ​​կնշանակի շատ ավելի մեծ քայլ ողջ մարդկության համար, քան թռիչքը դեպի Լուսին: Իրոք, պոտենցիալում վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլումը աննախադեպ էժան և մաքուր էներգիայի գրեթե անսպառ աղբյուր է:

Այս ամառ կային մի քանի հիմնավոր պատճառներ ITER ծրագրի տեխնիկական մանրամասների մասին խոսելու համար: Նախ, մեր աչքի առաջ նյութական մարմնավորում է վերցնում մի վիթխարի ձեռնարկում, որի պաշտոնական մեկնարկը համարվում է 1985 թվականին Միխայիլ Գորբաչովի և Ռոնալդ Ռեյգանի հանդիպումը։ Ռուսաստանի, ԱՄՆ-ի, Ճապոնիայի, Չինաստանի, Հնդկաստանի, Հարավային Կորեայի և Եվրամիության մասնակցությամբ նոր սերնդի ռեակտորի նախագծումը տևել է ավելի քան 20 տարի։ Այսօր ITER-ն այլևս ոչ թե կիլոգրամ տեխնիկական փաստաթղթեր է, այլ 42 հեկտար (1 կմ 420 մ) կատարյալ հարթ մակերես՝ աշխարհի ամենամեծ տեխնածին հարթակներից մեկի, որը գտնվում է Ֆրանսիայի Կադարաշ քաղաքում՝ Մարսելից 60 կմ հյուսիս։ . Ինչպես նաև ապագա 360,000 տոննա կշռող ռեակտորի հիմքը, որը բաղկացած է 150,000 խմ բետոնից, 16,000 տոննա ամրանից և ռետին-մետաղ հակասեյսմիկ ծածկով 493 սյուներից: Եվ, իհարկե, հազարավոր ամենաբարդ գիտական ​​գործիքներն ու հետազոտական ​​հաստատությունները սփռված են աշխարհի տարբեր համալսարաններում:

Մարտ 2007. Ապագա ITER հարթակի առաջին լուսանկարը օդից:

Ռեակտորի հիմնական բաղադրիչների արտադրությունը մեծ թափով է ընթանում։ Գարնանը Ֆրանսիան զեկուցեց 70 շրջանակների արտադրության D-աձև պարույրների համար տորոիդային դաշտի համար, իսկ հունիսին սկսվեց գերհաղորդիչ մալուխներից առաջին պարույրների ոլորումը, որը ստացվել էր Ռուսաստանից Պոդոլսկի մալուխային արդյունաբերության ինստիտուտից:

ITER-ին այս պահին հիշելու երկրորդ լավ պատճառը քաղաքական է: Նոր սերնդի ռեակտորը փորձություն է ոչ միայն գիտնականների, այլեւ դիվանագետների համար։ Սա այնքան թանկ և տեխնիկապես բարդ նախագիծ է, որ աշխարհի ոչ մի երկիր միայնակ չի կարող իրականացնել: Պետությունների կարողությունից է կախված՝ թե՛ գիտական, թե՛ ֆինանսական ոլորտներում միմյանց հետ պայմանավորվելու, թե արդյոք հնարավոր կլինի վերջ դնել խնդրին։

2009թ. մարտ. 42 հա հարթեցված տարածքը սպասում է գիտական ​​համալիրի կառուցմանը:

Սանկտ Պետերբուրգում ITER-ի խորհուրդը պետք է կայանար հունիսի 18-ին, սակայն ԱՄՆ Պետդեպարտամենտը, որպես պատժամիջոցների մաս, արգելել է ամերիկացի գիտնականներին այցելել Ռուսաստան։ Հաշվի առնելով այն փաստը, որ tokamak-ի գաղափարը (ITER-ի հիմքում ընկած մագնիսական պարույրներով տորոիդային խցիկ) պատկանում է խորհրդային ֆիզիկոս Օլեգ Լավրենտիևին, նախագծի մասնակիցները այս որոշմանը վերաբերվել են որպես հետաքրքրասիրության և պարզապես խորհուրդը տեղափոխել են Կադարաշ: նույն ամսաթիվը: Այս իրադարձությունները ևս մեկ անգամ հիշեցրեցին ամբողջ աշխարհին, որ Ռուսաստանը (Հարավային Կորեայի հետ միասին) ամենապատասխանատուն է ITER նախագծի հանդեպ ստանձնած պարտավորությունների կատարման հարցում։

Փետրվար 2011. Սեյսմիկ մեկուսիչ լիսեռում փորվել է ավելի քան 500 անցք, բոլոր ստորգետնյա խոռոչները լցվել են բետոնով։

գիտնականները զենք ու զրահ

«Ֆյուզիոն ռեակտոր» արտահայտությունը շատերի մոտ զգուշավոր է: Ասոցիատիվ շղթան պարզ է. ջերմամիջուկային ռումբն ավելի վատ է, քան պարզապես միջուկայինը, ինչը նշանակում է, որ ջերմամիջուկային ռեակտորն ավելի վտանգավոր է, քան Չեռնոբիլը:

Իրականում միջուկային միաձուլումը, որի վրա հիմնված է tokamak-ի շահագործման սկզբունքը, շատ ավելի անվտանգ և արդյունավետ է, քան ժամանակակից ատոմակայաններում օգտագործվող միջուկային տրոհումը։ Սինթեզն օգտագործվում է հենց բնության կողմից. Արևը ոչ այլ ինչ է, քան բնական ջերմամիջուկային ռեակտոր:

ASDEX tokamak-ը, որը կառուցվել է 1991 թվականին գերմանական Մաքս Պլանկի ինստիտուտում, օգտագործվում է ռեակտորի առաջին պատի տարբեր նյութերի, մասնավորապես վոլֆրամի և բերիլիումի փորձարկման համար: Պլազմայի ծավալը ASDEX-ում 13 մ 3 է, գրեթե 65 անգամ պակաս, քան ITER-ում:

Ռեակցիան ներառում է դեյտերիումի և տրիտիումի միջուկները՝ ջրածնի իզոտոպները։ Դեյտերիումի միջուկը բաղկացած է պրոտոնից և նեյտրոնից, իսկ տրիտիումի միջուկը բաղկացած է պրոտոնից և երկու նեյտրոնից։ Նորմալ պայմաններում նույն լիցքավորված միջուկները վանում են միմյանց, բայց շատ բարձր ջերմաստիճանի դեպքում կարող են բախվել:

Բախման ժամանակ գործում է ուժեղ ուժը, որը պատասխանատու է պրոտոնների և նեյտրոնների միջուկների մեջ միավորելու համար: Գոյություն ունի նոր քիմիական տարրի՝ հելիումի միջուկ։ Այս դեպքում արտադրվում է մեկ ազատ նեյտրոն, և մեծ քանակությամբ էներգիա է արձակվում։ Հելիումի միջուկում ուժեղ փոխազդեցության էներգիան ավելի քիչ է, քան սկզբնական տարրերի միջուկներում։ Դրա շնորհիվ առաջացած միջուկը նույնիսկ զանգված է կորցնում (ըստ հարաբերականության տեսության՝ էներգիան և զանգվածը համարժեք են)։ Հիշելով հայտնի E \u003d mc 2 հավասարումը, որտեղ c-ն լույսի արագությունն է, կարելի է պատկերացնել, թե ինչպիսի հսկայական էներգետիկ ներուժ է հղի միջուկային միաձուլմամբ:

Օգոստոս 2011. Սկսվել է միաձույլ երկաթբետոնե սեյսմամեկուսիչ սալիկի ձուլումը:

Փոխադարձ վանման ուժը հաղթահարելու համար սկզբնական միջուկները պետք է շատ արագ շարժվեն, ուստի ջերմաստիճանը առանցքային դեր է խաղում միջուկային միաձուլման մեջ: Արեգակի կենտրոնում գործընթացը տեղի է ունենում 15 միլիոն աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում, սակայն դրան նպաստում է նյութի հսկայական խտությունը՝ ձգողականության գործողության շնորհիվ։ Աստղի հսկայական զանգվածը դարձնում է այն արդյունավետ ջերմամիջուկային ռեակտոր:

Երկրի վրա նման խտություն ստեղծել հնարավոր չէ։ Մենք կարող ենք միայն բարձրացնել ջերմաստիճանը։ Որպեսզի ջրածնի իզոտոպները երկրայիններին տան իրենց միջուկների էներգիան, պահանջվում է 150 միլիոն աստիճան ջերմաստիճան, այսինքն՝ տասն անգամ ավելի բարձր, քան Արեգակի վրա։

Տիեզերքում ոչ մի պինդ նյութ չի կարող ուղղակիորեն շփվել նման ջերմաստիճանի հետ: Այսպիսով, միայն հելիումի վառարան կառուցելը չի ​​աշխատի: Նույն տորոիդային խցիկը մագնիսական պարույրներով կամ տոկամակը օգնում է լուծել խնդիրը։ Տոկամակի ստեղծման գաղափարը ծագեց տարբեր երկրների գիտնականների պայծառ մտքերում 1950-ականների սկզբին, որի առաջնայնությունը ակնհայտորեն վերագրվում էր խորհրդային ֆիզիկոս Օլեգ Լավրենտևին և նրա ականավոր գործընկերներ Անդրեյ Սախարովին և Իգոր Թամմին:

Վակուումային խցիկը տորուսի (խոռոչ «բլիթ») տեսքով շրջապատված է գերհաղորդիչ էլեկտրամագնիսներով, որոնք նրա մեջ ստեղծում են տորոիդային մագնիսական դաշտ։ Հենց այս դաշտն է պահում պլազմայի տաքացումը մինչև տասը արև՝ խցիկի պատերից որոշ հեռավորության վրա։ Կենտրոնական էլեկտրամագնիս (ինդուկտոր) հետ միասին tokamak-ը տրանսֆորմատոր է։ Փոխելով հոսանքը ինդուկտորում, նրանք պլազմայում առաջացնում են հոսանքի հոսք՝ սինթեզի համար անհրաժեշտ մասնիկների շարժում։

Փետրվար 2012. Տեղադրվել է 1,7 մետրանոց 493 սյուն՝ ռետինե-մետաղական սենդվիչից պատրաստված սեյսմիկ բարձիկներով:

Տոկամաքը իրավամբ կարելի է համարել տեխնոլոգիական բարդության մոդել։ Պլազմայում հոսող էլեկտրական հոսանքը ստեղծում է պոլոիդային մագնիսական դաշտ, որը շրջապատում է պլազմայի սյունը և պահպանում դրա ձևը։ Պլազման գոյություն ունի խիստ սահմանված պայմաններում, և դրանց ամենափոքր փոփոխության դեպքում ռեակցիան անմիջապես դադարում է: Ի տարբերություն ատոմակայանի ռեակտորի, tokamak-ը չի կարող «խառնվել» և անվերահսկելիորեն բարձրացնել ջերմաստիճանը։

Թոքամակի ոչնչացման անհավանական դեպքում ռադիոակտիվ աղտոտվածություն չի առաջանում: Ի տարբերություն ատոմակայանի, միաձուլման ռեակտորը ռադիոակտիվ թափոններ չի արտադրում, իսկ միաձուլման ռեակցիայի միակ արդյունքը՝ հելիումը, ջերմոցային գազ չէ և օգտակար է տնտեսության մեջ։ Վերջապես, tokamak- ը վառելիքը սպառում է շատ խնայողաբար. սինթեզի ընթացքում ընդամենը մի քանի հարյուր գրամ նյութ է գտնվում վակուումային խցիկում, իսկ արդյունաբերական էլեկտրակայանի համար տարեկան վառելիքի գնահատված մատակարարումը կազմում է ընդամենը 250 կգ:

2014 թվականի ապրիլ Ավարտվեց կրիոստատի շենքի շինարարությունը, լցվեցին 1,5 մետր հաստությամբ թոքամակի հիմքի պատերը։

Ինչո՞ւ է մեզ անհրաժեշտ ITER-ը:

Վերը նկարագրված դասական տոկամակները կառուցվել են ԱՄՆ-ում և Եվրոպայում, Ռուսաստանում և Ղազախստանում, Ճապոնիայում և Չինաստանում: Նրանց օգնությամբ հնարավոր եղավ ապացուցել բարձր ջերմաստիճանի պլազմայի ստեղծման հիմնարար հնարավորությունը։ Այնուամենայնիվ, արդյունաբերական ռեակտորի կառուցումը, որը կարող է ավելի շատ էներգիա մատակարարել, քան այն սպառում է, հիմնովին այլ մասշտաբի խնդիր է:

Դասական tokamak-ում ընթացիկ հոսքը պլազմայում ստեղծվում է ինդուկտորում հոսանքը փոխելով, և այս գործընթացը չի կարող անսահման լինել: Այսպիսով, պլազմայի կյանքի ժամկետը սահմանափակ է, և ռեակտորը կարող է աշխատել միայն իմպուլսային ռեժիմով: Պլազման բռնկվելու համար հսկայական էներգիա է պահանջում. կատակ չէ ինչ-որ բան տաքացնել մինչև 150,000,000 °C: Սա նշանակում է, որ անհրաժեշտ է հասնել պլազմայի այնպիսի կյանքի ժամկետի, որը կապահովի էներգիայի արտադրություն, որը վճարում է բռնկման համար:

Միաձուլման ռեակտորը նրբագեղ տեխնիկական հայեցակարգ է նվազագույն բացասական կողմնակի ազդեցություններով: Պլազմայում հոսանքի հոսքն ինքնին ստեղծում է պոլոիդային մագնիսական դաշտ, որը պահպանում է պլազմային թելի ձևը, և ​​արդյունքում առաջացող բարձր էներգիայի նեյտրոնները միավորվում են լիթիումի հետ՝ արտադրելով թանկարժեք տրիտում։

Օրինակ, 2009-ին չինական EAST tokamak-ի վրա (ITER նախագծի մաս) փորձի ժամանակ հնարավոր եղավ պահել պլազմա 10 7 Կ ջերմաստիճանով 400 վայրկյան և 10 8 Կ 60 վայրկյան:

Պլազման ավելի երկար պահելու համար անհրաժեշտ են մի քանի տեսակի լրացուցիչ տաքացուցիչներ։ Դրանք բոլորը կփորձարկվեն ITER-ում։ Առաջին մեթոդը՝ չեզոք դեյտերիումի ատոմների ներարկումը, ենթադրում է, որ ատոմները կմտնեն պլազմա՝ նախապես արագացված մինչև 1 ՄէՎ կինետիկ էներգիա՝ օգտագործելով լրացուցիչ արագացուցիչ:

Այս գործընթացը ի սկզբանե հակասական է. միայն լիցքավորված մասնիկները կարող են արագացվել (դրանց վրա ազդում է էլեկտրամագնիսական դաշտը), և միայն չեզոք մասնիկները կարող են ներմուծվել պլազմա (հակառակ դեպքում դրանք կազդեն պլազմայի սյունակի ներսում ընթացիկ հոսքի վրա): Հետևաբար, դեյտերիումի ատոմներից սկզբում վերցվում է էլեկտրոն, և դրական լիցքավորված իոնները մտնում են արագացուցիչ: Այնուհետև մասնիկները մտնում են չեզոքացուցիչ, որտեղ դրանք վերածվում են չեզոք ատոմների՝ փոխազդելով իոնացված գազի հետ և ներարկվում պլազմայի մեջ։ ITER մեգավոլտ ներարկիչը ներկայումս մշակվում է Իտալիայի Պադուայում:

Երկրորդ տաքացման մեթոդը ընդհանուր բան ունի միկրոալիքային վառարանում սննդի տաքացման հետ: Այն ներառում է էլեկտրամագնիսական ճառագայթման ազդեցությունը պլազմայի վրա՝ մասնիկների արագությանը համապատասխան հաճախականությամբ (ցիկլոտրոնային հաճախականություն)։ Դրական իոնների համար այս հաճախականությունը 40–50 ՄՀց է, իսկ էլեկտրոնների համար՝ 170 ԳՀց։ Նման բարձր հաճախականության հզոր ճառագայթում ստեղծելու համար օգտագործվում է գիրոտրոն կոչվող սարք։ ITER 24 գիրոտրոններից ինը արտադրվում են Նիժնի Նովգորոդի Gycom ձեռնարկությունում:

Տոկամակի դասական հայեցակարգը ենթադրում է, որ պլազմայի թելի ձևը պահպանվում է պոլոիդային մագնիսական դաշտի միջոցով, որն ինքնին ձևավորվում է, երբ պլազմայում հոսում է հոսանք։ Երկարատև պլազմայի սահմանափակման համար այս մոտեցումը կիրառելի չէ: ITER tokamak-ն ունի հատուկ պոլոիդային դաշտային կծիկներ, որոնց նպատակն է տաք պլազման հեռու պահել ռեակտորի պատերից։ Այս կծիկները ամենազանգվածային և բարդ կառուցվածքային տարրերից են:

Որպեսզի կարողանան ակտիվորեն վերահսկել պլազմայի ձևը, ժամանակին վերացնելով լարերի եզրերի երկայնքով տատանումները, մշակողները նախատեսել են փոքր ցածր էներգիայի էլեկտրամագնիսական սխեմաներ, որոնք գտնվում են անմիջապես վակուումային խցիկում, պատյանի տակ:

Առանձին հետաքրքիր թեմա է ջերմամիջուկային միաձուլման վառելիքի ենթակառուցվածքը։ Դեյտերիումը հանդիպում է գրեթե ցանկացած ջրի մեջ, և դրա պաշարները կարելի է համարել անսահմանափակ: Սակայն տրիտիումի համաշխարհային պաշարները կազմում են առավելագույնը տասնյակ կիլոգրամներ: 1 կգ տրիտիումի արժեքը մոտ $30 մլն է ITER-ի առաջին արձակման համար կպահանջվի 3 կգ տրիտիում։ Համեմատության համար՝ Միացյալ Նահանգների բանակի միջուկային կարողությունները պահպանելու համար տարեկան մոտ 2 կգ տրիտիում է անհրաժեշտ։

Սակայն ապագայում ռեակտորն իրեն կտրամադրի տրիտում։ Հիմնական միաձուլման ռեակցիայի ժամանակ առաջանում են բարձր էներգիայի նեյտրոններ, որոնք ունակ են լիթիումի միջուկները վերածել տրիտիումի։ Լիթիում պարունակող առաջին ռեակտորի պատի մշակումն ու փորձարկումը ITER-ի կարևորագույն նպատակներից է։ Առաջին փորձարկումների ընթացքում կօգտագործվի բերիլիում-պղնձե ծածկույթ, որի նպատակն է պաշտպանել ռեակտորի մեխանիզմները ջերմությունից։ Ըստ հաշվարկների, եթե նույնիսկ մոլորակի ողջ էներգիան վերածվի տոկամակի, լիթիումի համաշխարհային պաշարները կբավականացնեն հազար տարվա շահագործմանը։

104 կիլոմետրանոց «Way ITER»-ի պատրաստումը Ֆրանսիային արժեցել է 110 միլիոն եվրո և չորս տարվա աշխատանք։ Ճանապարհը Ֆոս-սյուր-Մեր նավահանգստից դեպի Կադարաչե լայնացվեց և ամրացվեց, որպեսզի տոկամակի ամենածանր և ամենամեծ մասերը հասցվեին տեղանք: Լուսանկարում՝ 800 տոննա քաշով փորձնական բեռով կոնվեյեր։

Աշխարհից՝ tokamak-ով

Միաձուլման ռեակտորի ճշգրիտ կառավարումը պահանջում է ճշգրիտ ախտորոշիչ գործիքներ: ITER-ի հիմնական խնդիրներից մեկն այսօր փորձարկվող հինգ տասնյակ գործիքներից ամենահարմարն ընտրելն է և նորերի մշակումը սկսելը:

Ռուսաստանում կմշակվի առնվազն ինը ախտորոշիչ սարք։ Երեքը գտնվում են Մոսկվայի Կուրչատովի ինստիտուտում, ներառյալ նեյտրոնային ճառագայթների անալիզատորը: Արագացուցիչը կենտրոնացված նեյտրոնային հոսք է ուղարկում պլազմայի միջով, որը ենթարկվում է սպեկտրային փոփոխությունների և գրավվում ընդունող համակարգի կողմից։ Վայրկյանում 250 չափումների հաճախականությամբ սպեկտրոմետրիան ցույց է տալիս պլազմայի ջերմաստիճանը և խտությունը, էլեկտրական դաշտի ուժգնությունը և մասնիկների պտտման արագությունը. .

Ioffe գիտահետազոտական ​​ինստիտուտի կողմից պատրաստվում է երեք գործիք, ներառյալ չեզոք մասնիկների անալիզատորը, որը գրավում է ատոմները տոկամաքից և օգնում վերահսկել դեյտերիումի և տրիտիումի կոնցենտրացիան ռեակտորում: Մնացած սարքերը կպատրաստվեն Trinity ինստիտուտում, որտեղ ներկայումս արտադրվում են ITER ուղղահայաց նեյտրոնային խցիկի ադամանդի դետեկտորները: Այս բոլոր ինստիտուտներն օգտագործում են իրենց սեփական tokamaks-ը թեստավորման համար: Իսկ Եֆրեմովի անվան NIIEFA-ի ջերմային պալատում փորձարկվում են ապագա ITER ռեակտորի առաջին պատի և դիվերտորային թիրախի բեկորները։

Ցավոք, այն փաստը, որ ապագա մեգա-ռեակտորի շատ բաղադրամասեր արդեն գոյություն ունեն մետաղում, չի նշանակում, որ ռեակտորը կկառուցվի: Վերջին տասնամյակի ընթացքում նախագծի գնահատված արժեքը 5 միլիարդից հասել է 16 միլիարդ եվրոյի, իսկ պլանավորված առաջին գործարկումը հետաձգվել է 2010-ից մինչև 2020 թվականը: ITER-ի ճակատագիրը լիովին կախված է մեր ներկա իրողություններից, առաջին հերթին՝ տնտեսական և քաղաքական: Մինչդեռ նախագծում ներգրավված յուրաքանչյուր գիտնական անկեղծորեն հավատում է, որ դրա հաջողությունը կարող է անճանաչելիորեն փոխել մեր ապագան:

Միջազգային փորձարարական ITER ջերմամիջուկային ռեակտորի նախագիծը սկսվել է 2007թ. Այն գտնվում է Ֆրանսիայի հարավում՝ Կադարաշում։ ITER-ի հիմնական խնդիրն է, ըստ նրանց, ովքեր մտահղացել և իրականացրել են նախագիծը, ցուցադրել ջերմամիջուկային միաձուլման կոմերցիոն օգտագործման հնարավորությունները։

ITER-ը ռազմավարական միջազգային գիտական ​​նախաձեռնություն է, որի իրականացմանը մասնակցում է ավելի քան 30 երկիր։

«Մենք ապագա միաձուլման ռեակտորի սրտում ենք: Նրա քաշը երեք Էյֆելյան աշտարակ է, իսկ ընդհանուր մակերեսը կկազմի 60 ֆուտբոլի դաշտ»,- հայտնում է euronews-ի լրագրող Կլաուդիո Ռոկոն։

Պլազմայի մագնիսական սահմանափակման համար ջերմամիջուկային ռեակտոր կամ տորոիդային կայանք, որը այլ կերպ կոչվում է տոկոմակ, ստեղծվում է վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլման համար անհրաժեշտ պայմանների հասնելու համար: Պլազման տոկամակի մեջ պահվում է ոչ թե խցիկի պատերով, այլ հատուկ ստեղծված համակցված մագնիսական դաշտով՝ պլազմային սյունով հոսող հոսանքի տորոիդային արտաքին և պոլոիդային դաշտ: Համեմատած այլ կայանքների հետ, որոնք օգտագործում են մագնիսական դաշտ պլազմայի սահմանափակման համար, էլեկտրական հոսանքի օգտագործումը թոքամաքի հիմնական հատկանիշն է:

Վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլման իրականացման ժամանակ թոքամաքում կօգտագործվեն դեյտերիում և տրիտում։
Մանրամասներին կարելի է ծանոթանալ ITER-ի գլխավոր տնօրեն Բեռնարդ Բիգոտի հետ հարցազրույցում:

Ո՞րն է վերահսկվող միաձուլման արդյունքում արտադրվող էներգիայի առավելությունը:

«Առաջին հերթին ջրածնի իզոտոպների օգտագործման մեջ, որն իր հերթին համարվում է գրեթե անսպառ աղբյուր. ջրածինը հանդիպում է ամենուր, այդ թվում՝ օվկիանոսներում։ Այսպիսով, քանի դեռ Երկրի վրա կա ջուր, ծով և քաղցրահամ, մեզ վառելիք կտրամադրեն թոքամակի համար, մենք խոսում ենք միլիոնավոր տարիների մասին: Երկրորդ առավելությունն այն է, որ ռադիոակտիվ թափոններն ունեն բավականին կարճ կիսամյակ՝ մի քանի հարյուր տարի՝ համեմատած միջուկային միաձուլման թափոնների հետ»։

Միաձուլումը վերահսկվում է, և, ըստ Բեռնարդ Բիգոյի, համեմատաբար հեշտ է ընդհատել, եթե վթար է տեղի ունենում: Նմանատիպ դեպքում այլ իրավիճակ է զարգանում միջուկային միաձուլման դեպքում։

Տաքացնելով նյութը՝ կարելի է հասնել միջուկային ռեակցիայի։ Նյութի տաքացման և միջուկային ռեակցիայի այս փոխկապակցվածությունն է, որ արտացոլում է «ջերմամիջուկային ռեակցիա» տերմինը:

Tokamak-ի բաղադրիչների նախագծումն իրականացվում է ITER-ի անդամ երկրների ջանքերով, իսկ tokamak-ի դետալներն ու տեխնոլոգիական միավորներն արտադրվում են Ճապոնիայում, Հարավային Կորեայում, Ռուսաստանում, Չինաստանում, ԱՄՆ-ում և այլ երկրներում։ Տոկամակ կառուցելիս հաշվի է առնվում տարբեր տեսակի վթարների հավանականությունը։

Բեռնարդ Բիգոտ. «Այնուամենայնիվ, ռադիոակտիվ տարրերը կարող են արտահոսել: Որոշ խցիկ բավականաչափ հերմետիկ չի լինի: Բայց նրանց թիվը կլինի նվազագույն, իսկ ռեակտորի մոտ ապրողների համար մեծ վտանգ չի լինի ո՛չ առողջությանը, ո՛չ կյանքին»։

Բայց նախագծով նախատեսված է վթարի և արտահոսքի հնարավորություն, մասնավորապես, սենյակները, որտեղ տեղի է ունենում ջերմամիջուկային միաձուլում, և դրանց հարակից սրահները կահավորված կլինեն հատուկ օդափոխման լիսեռներով, որոնց մեջ ներծծվելու են ռադիոակտիվ տարրեր՝ կանխելու համար։ նրանք փախչելուց։

«Չեմ կարծում, որ մոտ 16 միլիարդ եվրոյի գնահատականն այդքան հսկա է թվում, հատկապես, եթե հաշվի առնենք այստեղ արտադրվող էներգիայի արժեքը։ Ավելին, արտադրության համար երկար ժամանակ է պահանջվում, շատ երկար, ուստի բոլոր ծախսերն իրենց կարդարացնեն նույնիսկ միջնաժամկետ հեռանկարում»,- եզրափակում է Բեռնարդ Բիգոտը։

Ռուսական NIIEFA-ն վերջերս հայտարարեց գերհաղորդիչ կծիկների պաշտպանության համակարգի համար մարման դիմադրության ամբողջական նախատիպի հաջող փորձարկման մասին, որոնք հատուկ նախագծված էին ITER-ի համար:

Իսկ ITER-ի ամբողջ համալիրի շահագործման հանձնումը ֆրանսիական Cadarache-ում նախատեսվում է 2020 թվականին։

Վերջերս Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտում տեղի ունեցավ ITER նախագծի ռուսերեն շնորհանդեսը, որի շրջանակներում նախատեսվում է ստեղծել tokamak սկզբունքով գործող ջերմամիջուկային ռեակտոր։ Ռուսաստանից մի խումբ գիտնականներ խոսել են միջազգային նախագծի և այս հաստատության ստեղծմանը ռուս ֆիզիկոսների մասնակցության մասին։ Lenta.ru-ն մասնակցել է ITER-ի շնորհանդեսին և զրուցել ծրագրի մասնակիցներից մեկի հետ:

ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor - International Thermonuclear Experimental Reactor) միաձուլման ռեակտորի նախագիծ է, որը թույլ է տալիս ցուցադրել և ուսումնասիրել ջերմամիջուկային տեխնոլոգիաները՝ դրանց հետագա օգտագործման համար խաղաղ և առևտրային նպատակներով: Նախագծի հեղինակները կարծում են, որ կառավարվող ջերմամիջուկային միաձուլումը կարող է դառնալ ապագայի էներգիան և ծառայել որպես ժամանակակից գազի, նավթի և ածուխի այլընտրանք։ Հետազոտողները նշում են ITER տեխնոլոգիայի անվտանգությունը, շրջակա միջավայրի բարեկեցությունը և հասանելիությունը սովորական էներգիայի համեմատ: Ծրագրի բարդությունը համեմատելի է Մեծ հադրոնային կոլայդերի հետ; ռեակտորի տեղադրումը ներառում է ավելի քան տասը միլիոն կառուցվածքային տարրեր:

ITER-ի մասին

Toroidal tokamak մագնիսները պահանջում են 80000 կիլոմետր գերհաղորդիչ թելեր; դրանց ընդհանուր քաշը հասնում է 400 տոննայի։ Ինքը՝ ռեակտորը, կկշռի մոտ 23000 տոննա։ Համեմատության համար նշենք, որ Փարիզի Էյֆելյան աշտարակի քաշը կազմում է ընդամենը 7,3 հազար տոննա։ Պլազմայի ծավալը tokamak-ում կհասնի 840 խորանարդ մետրի, մինչդեռ, օրինակ, Մեծ Բրիտանիայի այս տեսակի ամենամեծ գործող ռեակտորում՝ JET-ում, ծավալը հարյուր խորանարդ մետր է։

Թոքամաքի բարձրությունը կկազմի 73 մետր, որից 60 մետրը՝ գետնից, իսկ 13 մետրը՝ ցած։ Համեմատության համար նշենք, որ Մոսկվայի Կրեմլի Սպասկայա աշտարակի բարձրությունը 71 մետր է։ Հիմնական ռեակտորի հարթակը կզբաղեցնի 42 հեկտար տարածք, որը համեմատելի է 60 ֆուտբոլային դաշտերի տարածքի հետ։ Տոկամակի պլազմայում ջերմաստիճանը կհասնի Ցելսիուսի 150 միլիոն աստիճանի, ինչը տասն անգամ գերազանցում է Արեգակի կենտրոնում ջերմաստիճանը։

2010 թվականի երկրորդ կիսամյակում ITER-ի շինարարությանը նախատեսվում է միաժամանակ ներգրավել մինչև հինգ հազար մարդ. նրանց մեջ կլինեն ինչպես աշխատողներ, այնպես էլ ինժեներներ, ինչպես նաև վարչական անձնակազմ: ITER-ի շատ բաղադրիչներ առաքվելու են Միջերկրական ծովի մոտ գտնվող նավահանգստից մոտ 104 կիլոմետր երկարությամբ հատուկ կառուցված ճանապարհով: Մասնավորապես, դրա երկայնքով կտեղափոխվի գործարանի ամենածանր բեկորը, որի զանգվածը կկազմի ավելի քան 900 տոննա, իսկ երկարությունը՝ մոտ տասը մետր։ Ավելի քան 2,5 միլիոն խորանարդ մետր հող կհեռացվի ITER գործարանի շինհրապարակից։

Նախագծային և շինարարական աշխատանքների ընդհանուր արժեքը գնահատվում է 13 միլիարդ եվրո։ Այս միջոցները տրամադրվում են ծրագրի յոթ հիմնական մասնակիցների կողմից, որոնք ներկայացնում են 35 երկրների շահերը: Համեմատության համար նշենք, որ Մեծ հադրոնային կոլայդերի կառուցման և պահպանման ընդհանուր արժեքը գրեթե երկու անգամ պակաս է, իսկ Միջազգային տիեզերակայանի կառուցումն ու պահպանումը գրեթե մեկուկես անգամ ավելի թանկ է:

tokamak

Այսօր աշխարհում կա ջերմամիջուկային ռեակտորների երկու հեռանկարային նախագիծ՝ tokamak ( ապառոիդային կաչափել հետ մափտած Դեպիատուշկա) և աստղագուշակ։ Երկու սարքերում էլ պլազման պարունակվում է մագնիսական դաշտով, բայց տոկամակի մեջ այն ունի տորոիդային լարի ձև, որով անցնում է էլեկտրական հոսանք, մինչդեռ աստղային սարքում մագնիսական դաշտը առաջանում է արտաքին կծիկներով։ Ջերմամիջուկային ռեակտորներում տեղի են ունենում լույսից ծանր տարրերի (հելիում ջրածնի իզոտոպներից՝ դեյտերիում և տրիտում) սինթեզի ռեակցիաներ՝ ի տարբերություն սովորական ռեակտորների, որտեղ սկսվում են ծանր միջուկների քայքայման գործընթացները ավելի թեթևների։

Լուսանկարը՝ NRC «Կուրչատովի ինստիտուտ» / nrcki.ru

Էլեկտրական հոսանքը տոկամակի մեջ օգտագործվում է նաև պլազմայի սկզբնական տաքացման համար մոտ 30 միլիոն աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում; հետագա ջեռուցումն իրականացվում է հատուկ սարքերի միջոցով։

Տոկամաքի տեսական սխեման առաջարկվել է 1951 թվականին խորհրդային ֆիզիկոսներ Անդրեյ Սախարովի և Իգոր Թամմի կողմից, իսկ 1954 թվականին ԽՍՀՄ-ում կառուցվել է առաջին ինստալացիան։ Այնուամենայնիվ, գիտնականները չկարողացան երկար ժամանակ պահել պլազման ստացիոնար ռեժիմում, և 1960-ականների կեսերին աշխարհը համոզվեց, որ վերահսկվող ջերմամիջուկային միաձուլումը, որը հիմնված է tokamak-ի վրա, անհնար է:

Բայց արդեն երեք տարի անց, Կուրչատովի անվան ատոմային էներգիայի ինստիտուտի T-3 հաստատությունում, Լև Արցիմովիչի ղեկավարությամբ, հնարավոր եղավ տաքացնել պլազման ավելի քան հինգ միլիոն աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանի և այն կարճ պահել: ժամանակ; Մեծ Բրիտանիայից գիտնականները, ովքեր ներկա են եղել փորձին, իրենց սարքավորումների վրա գրանցել են մոտ տասը միլիոն աստիճան ջերմաստիճան։ Դրանից հետո աշխարհում սկսվեց տոկամակների իսկական բում, այնպես որ աշխարհում կառուցվեց մոտ 300 ինստալացիա, որոնցից ամենամեծը Եվրոպայում, Ճապոնիայում, ԱՄՆ-ում և Ռուսաստանում։

Պատկեր՝ Rfassbind/wikipedia.org

ITER-ի կառավարում

Ինչո՞վ է պայմանավորված այն վստահությունը, որ ITER-ը կսկսի աշխատել 5-10 տարի հետո։ Ի՞նչ գործնական և տեսական զարգացումների վերաբերյալ:

Ռուսական կողմից մենք կատարում ենք հայտարարված աշխատանքային գրաֆիկը և չենք պատրաստվում խախտել այն։ Ցավոք սրտի, մենք որոշակի ուշացումներ ենք տեսնում մյուսների, հիմնականում Եվրոպայի, կատարած աշխատանքի մեջ. Ամերիկայում մասամբ ուշացում կա, և նախագիծը որոշակիորեն ձգձգվելու միտում կա։ Հետաձգվել է, բայց չի դադարեցվել: Վստահություն կա, որ այն կաշխատի։ Նախագծի հայեցակարգն ինքնին ամբողջովին տեսականորեն և գործնականում հաշվարկված է և վստահելի, ուստի կարծում եմ, որ այն կաշխատի։ Ամբողջությամբ կտա՞ հայտարարված արդյունքները... սպասենք, տեսնենք։

Արդյո՞ք նախագիծն ավելի շատ հետախուզական բնույթ ունի:

Անշուշտ։ Հայցվող արդյունքը ստացված արդյունքը չէ: Եթե ​​այն ամբողջությամբ ստացվի, ես անչափ ուրախ կլինեմ։

Ի՞նչ նոր տեխնոլոգիաներ են հայտնվել, հայտնվել կամ հայտնվելու ITER նախագծում։

ITER նախագիծը ոչ միայն չափազանց բարդ, այլեւ չափազանց սթրեսային ծրագիր է: Սթրես է էներգիայի ծանրաբեռնվածության, որոշակի տարրերի, այդ թվում՝ մեր համակարգերի շահագործման պայմանների առումով: Ուստի նոր տեխնոլոգիաները պարզապես պարտավոր են ծնվել այս նախագծում։

Օրինակ կա՞։

Տիեզերք. Օրինակ՝ մեր ադամանդի դետեկտորները։ Մենք քննարկել ենք մեր ադամանդի դետեկտորների օգտագործման հնարավորությունը տիեզերական բեռնատարների վրա, որոնք միջուկային մեքենաներ են, որոնք տեղափոխում են որոշ առարկաներ, ինչպիսիք են արբանյակները կամ կայանները ուղեծրից ուղեծիր: Տիեզերական բեռնատարի նման նախագիծ կա. Քանի որ սա միջուկային ռեակտորով մեքենա է, աշխատանքի բարդ պայմանները պահանջում են վերլուծություն և վերահսկում, ուստի մեր դետեկտորները կարող են դա անել: Այս պահին նման դիագնոստիկա ստեղծելու թեման դեռ չի ֆինանսավորվում։ Եթե ​​այն ստեղծվի, այն կարող է կիրառվել, և այդ դեպքում դրա մեջ գումար ներդնելու կարիք չի լինի զարգացման փուլում, այլ միայն մշակման և իրականացման փուլում։

Որքա՞ն է զրոյական և իննսունականների ժամանակակից ռուսական զարգացումների բաժինը խորհրդային և արևմտյան զարգացումների համեմատ։

Համաշխարհային ներդրման ֆոնին ռուսական գիտական ​​ներդրման բաժինը ITER-ին շատ մեծ է։ Կոնկրետ չգիտեմ, բայց շատ ծանրակշիռ է։ Այն ակնհայտորեն ոչ պակաս է նախագծում ֆինանսական մասնակցության ռուսական տոկոսից, քանի որ շատ այլ թիմերում կան մեծ թվով ռուսներ, ովքեր մեկնել են արտասահման՝ այլ հաստատություններում աշխատելու։ Ճապոնիայում և Ամերիկայում, ամենուր, մենք շատ լավ կապ ունենք և աշխատում ենք նրանց հետ, մի մասը ներկայացնում է Եվրոպան, մի մասը ներկայացնում է Ամերիկան։ Բացի այդ, կան նաև գիտական ​​դպրոցներ։ Հետևաբար, մենք ավելի ուժեղ ենք, թե՞ զարգացնում ենք այն, ինչ անում էինք նախկինում… Մեծերից մեկն ասաց, որ «մենք կանգնած ենք տիտանների ուսերին», հետևաբար այն բազան, որը մշակվել էր խորհրդային տարիներին, անհերքելիորեն մեծ է և առանց դրա. մենք ոչինչ չենք կարողանա. Բայց նույնիսկ այս պահին մենք տեղում չենք կանգնած, շարժվում ենք։

Իսկ կոնկրետ ի՞նչ է անում ձեր խումբը ITER-ում:

Բաժանմունքում ունեմ հատված. Բաժանմունքը զբաղվում է մի քանի ախտորոշման մշակմամբ, մեր ոլորտը հատուկ զբաղվում է ուղղահայաց նեյտրոնային խցիկի մշակմամբ, ITER նեյտրոնային ախտորոշմամբ և լուծում է խնդիրների լայն շրջանակ՝ դիզայնից մինչև արտադրություն, ինչպես նաև իրականացնում է զարգացման հետ կապված համապատասխան հետազոտական ​​աշխատանք: , մասնավորապես, ադամանդի դետեկտորների: Ադամանդի դետեկտորը եզակի սարք է, որն ի սկզբանե ստեղծվել է մեր լաբորատորիայում: Նախկինում այն ​​օգտագործվում էր միաձուլման բազմաթիվ օբյեկտներում, այժմ այն ​​լայնորեն օգտագործվում է բազմաթիվ լաբորատորիաների կողմից Ամերիկայից մինչև Ճապոնիա; նրանք, ասենք, հետևեցին մեզ, բայց մենք շարունակում ենք բարձունքում լինել։ Այժմ պատրաստում ենք ադամանդի դետեկտորներ և պատրաստվում ենք հասնել դրանց արդյունաբերական արտադրության մակարդակին (փոքր արտադրություն)։

Ո՞ր ոլորտներում կարող են օգտագործվել այս դետեկտորները:

Տվյալ դեպքում դրանք ջերմամիջուկային հետազոտություններ են, ապագայում ենթադրում ենք, որ դրանք պահանջարկ կունենան ատոմային էներգետիկայում։

Կոնկրետ ի՞նչ են անում դետեկտորները, ի՞նչ են չափում։

Նեյտրոններ. Չկա ավելի արժեքավոր արտադրանք, քան նեյտրոնը: Ես և դու նույնպես բաղկացած ենք նեյտրոններից։

Նեյտրոնների ի՞նչ հատկանիշներ են նրանք չափում:

Սպեկտրալ. Նախ, ITER-ում լուծվող անմիջական խնդիրը նեյտրոնային էներգիայի սպեկտրների չափումն է: Բացի այդ, նրանք վերահսկում են նեյտրոնների քանակն ու էներգիան։ Երկրորդ՝ լրացուցիչ խնդիրը վերաբերում է միջուկային էներգիային. մենք ունենք զուգահեռ զարգացումներ, որոնք կարող են չափել նաև ջերմային նեյտրոնները, որոնք միջուկային ռեակտորների հիմքն են։ Մեզ համար այս խնդիրը երկրորդական է, բայց նաև մշակվում է, այսինքն՝ կարող ենք աշխատել այստեղ և միաժամանակ զարգացումներ անել, որոնք բավականին հաջողությամբ կարող են կիրառվել միջուկային էներգետիկայում։

Ի՞նչ մեթոդներ եք օգտագործում ձեր հետազոտության մեջ՝ տեսական, գործնական, համակարգչային մոդելավորում:

Ամեն ինչ՝ բարդ մաթեմատիկայից (մաթեմատիկական ֆիզիկայի մեթոդներ) և մաթեմատիկական մոդելավորումից մինչև փորձեր: Բոլոր տարբեր տեսակի հաշվարկները, որոնք մենք իրականացնում ենք, հաստատվում և ստուգվում են փորձերով, քանի որ մենք ունենք փորձարարական լաբորատորիա մի քանի աշխատող նեյտրոնային գեներատորներով, որոնց վրա մենք փորձարկում ենք այն համակարգերը, որոնք մենք ինքներս ենք մշակում:

Ձեր լաբորատորիայում աշխատող ռեակտոր ունե՞ք:

Ոչ թե ռեակտոր, այլ նեյտրոնային գեներատոր։ Նեյտրոնային գեներատորը, ըստ էության, այդ ջերմամիջուկային ռեակցիաների մինի մոդելն է: Դրանում ամեն ինչ նույնն է, միայն այնտեղ ընթացքը մի փոքր այլ է։ Այն աշխատում է արագացուցիչի սկզբունքով՝ դա որոշակի իոնների ճառագայթ է, որը հարվածում է թիրախին։ Այսինքն՝ պլազմայի դեպքում մենք ունենք տաք առարկա, որտեղ յուրաքանչյուր ատոմ ունի մեծ էներգիա, իսկ մեր դեպքում հատուկ արագացված իոնը հարվածում է նմանատիպ իոններով հագեցած թիրախին։ Ըստ այդմ՝ տեղի է ունենում ռեակցիա. Պարզապես ասենք, որ դա միաձուլման նույն ռեակցիան իրականացնելու եղանակներից մեկն է. Միակ բանը, որ ապացուցված է, այն է, որ այս մեթոդը չունի բարձր արդյունավետություն, այսինքն, դուք չեք ստանա դրական էներգիա, բայց դուք ստանում եք ռեակցիան ինքնին. մենք ուղղակիորեն դիտարկում ենք այս ռեակցիան և մասնիկները և այն ամենը, ինչ մտնում է: այն.

CADARASH (Ֆրանսիա), մայիսի 25 - RIA Novosti, Վիկտորյա Իվանովա.Ֆրանսիայի հարավը սովորաբար կապված է Լազուրի ափի, նարդոսի դաշտերի և Կաննի կինոփառատոնի արձակուրդների հետ, բայց ոչ գիտության հետ, թեև Մարսելի մոտ մի քանի տարի շարունակվում է «դարի շինարարությունը»՝ միջազգային ջերմամիջուկային: Փորձարարական ռեակտորը (ITER) կառուցվում է Cadarache հետազոտական ​​կենտրոնի մոտ։

«ՌԻԱ Նովոստի»-ի թղթակցին հայտնի է դարձել, թե ինչպես է ընթանում եզակի ինստալացիայի աշխարհի ամենամեծ շինարարությունը, և ինչպիսի մարդիկ են կառուցում «Արևի նախատիպը», որը կարող է տարեկան 7 միլիարդ կիլովատ/ժամ էներգիա արտադրել:

Սկզբում Միջազգային ջերմամիջուկային փորձարարական ռեակտորի նախագիծը ստացել է ITER անվանումը՝ Միջազգային ջերմամիջուկային փորձարարական ռեակտորի հապավումը։ Այնուամենայնիվ, հետագայում անվանումը ստացավ ավելի գեղեցիկ մեկնաբանություն. նախագծի անվանումը բացատրվում է լատիներեն iter - «ճանապարհ» բառի թարգմանությամբ, և որոշ երկրներ սկսեցին զգուշորեն հեռանալ «ռեակտոր» բառի հիշատակումից, որպեսզի. քաղաքացիների գիտակցության մեջ վտանգի և ճառագայթման ասոցիացիաներ չառաջացնել։

Նոր ռեակտորը կառուցում է ամբողջ աշխարհը։ Մինչ օրս նախագծին մասնակցում են Ռուսաստանը, Հնդկաստանը, Ճապոնիան, Չինաստանը, Հարավային Կորեան և ԱՄՆ-ը, ինչպես նաև Եվրամիությունը: Եվրոպացիները, հանդես գալով որպես մեկ խումբ, պատասխանատու են նախագծի 46%-ի իրականացման համար, մյուս մասնակից երկրներից յուրաքանչյուրը ստանձնել է 9%-ը։

Փոխադարձ հաշվարկների համակարգը պարզեցնելու համար կազմակերպության ներսում հայտնագործվել է հատուկ արժույթ՝ ITER հաշվապահական միավորը՝ IUA: Մասնակիցների կողմից բաղադրիչների մատակարարման վերաբերյալ բոլոր պայմանագրերը կնքվում են այդ ստորաբաժանումներում: Այսպիսով, շինարարության արդյունքը դարձավ անկախ ազգային արժույթների փոխարժեքի տատանումներից և յուրաքանչյուր կոնկրետ երկրում մասերի արտադրության արժեքից:

Այս ներդրումների համար, որոնք արտահայտված են ոչ թե փողով, այլ ապագա տեղադրման բաղադրիչներով, մասնակիցները լիարժեք հասանելիություն են ստանում ITER-ում ներգրավված տեխնոլոգիաների ողջ տեսականին: Այսպիսով, Ֆրանսիայում այժմ կառուցվում է «Ջերմամիջուկային ռեակտորի ստեղծման միջազգային դպրոց»։

«Արեգակնային համակարգի ամենաթեժ բանը».

Լրագրողները և իրենք՝ ITER-ի աշխատակիցները, այնքան հաճախ են նախագիծը համեմատում Արևի հետ, որ բավական դժվար է ջերմամիջուկային տեղակայման այլ ասոցիացիա գտնել: Միջազգային ITER կազմակերպության ստորաբաժանումներից մեկի ղեկավար Մարիո Մերոլան կարող էր՝ ռեակտորն անվանելով «մեր արեգակնային համակարգի ամենաթեժ բանը»։

«Սարքի ներսում ջերմաստիճանը կկազմի մոտ 150 միլիոն աստիճան Ցելսիուս, ինչը 10 անգամ գերազանցում է Արեգակի միջուկի ջերմաստիճանը: Տեղադրման մագնիսական դաշտը մոտ 200 հազար անգամ ավելի մեծ կլինի, քան բուն Երկրինը»: նախագծի մասին ասում է Մարիոն։

ITER-ը հիմնված է տոկամակների համակարգի վրա՝ մագնիսական պարույրներով տորոիդային խցիկներ։ Բարձր ջերմաստիճանի պլազմայի մագնիսական սահմանափակման գաղափարը աշխարհում առաջին անգամ մշակվել և տեխնոլոգիապես իրականացվել է Կուրչատովի ինստիտուտում անցյալ դարի կեսերին: Ռուսաստանը, որը կանգնած էր նախագծի ակունքներում, ի թիվս այլ բաղադրիչների, արտադրում է ինստալացիայի ամենակարևոր մասերից մեկը՝ «ITER-ի սիրտը»՝ գերհաղորդիչ մագնիսական համակարգ: Այն բաղկացած է տարբեր տեսակի գերհաղորդիչներից, որոնք պարունակում են տասնյակ հազարավոր թելեր՝ հատուկ նանոկառուցվածքով։

Նման լայնածավալ համակարգ ստեղծելու համար հարյուրավոր տոննա նման գերհաղորդիչներ են պահանջվում։ Մասնակից յոթ երկրներից վեցը զբաղվում են դրանց արտադրությամբ։ Դրանց թվում է Ռուսաստանը, որը մատակարարում է նիոբիում-տիտան և նիոբիում-անագ համաձուլվածքների հիման վրա գերհաղորդիչներ, որոնք, պարզվեց, լավագույններից են աշխարհում։ Այս նյութերը արտադրվում են Ռուսաստանում՝ «Ռոսատոմ» ձեռնարկությունների և Կուրչատովի ինստիտուտի կողմից։

© Լուսանկարը՝ ITER կազմակերպության կողմից

© Լուսանկարը՝ ITER կազմակերպության կողմից

Համատեղ դժվարություններ

Սակայն Ռուսաստանն ու Չինաստանը, ժամանակին կատարելով իրենց պարտավորությունները, ակամայից պատանդ են դարձել նախագծի մյուս մասնակիցներին, ովքեր ոչ միշտ են ժամանակ ունենում աշխատանքի իրենց մասը ժամանակին ավարտելու համար։ ITER նախագծի առանձնահատկությունը բոլոր կողմերի սերտ փոխգործակցության մեջ է, և, հետևաբար, որևէ երկրի հետ մնալը հանգեցնում է նրան, որ ամբողջ նախագիծը սկսում է «սայթաքել»:

Իրավիճակը շտկելու համար ITER կազմակերպության նոր ղեկավար Բեռնարդ Բիգոտը որոշեց փոխել ծրագրի իրականացման ժամկետը: Ժամանակացույցի նոր տարբերակը, որն ավելի իրատեսական կլինի, կներկայացվի նոյեմբերին:

Միաժամանակ Բիգոն չի բացառել աշխատանքների վերաբաշխումը մասնակիցների միջեւ։

«Ես ուրախ կլինեի, եթե ընդհանրապես ուշացումներ չլինեին: Բայց պետք է խոստովանեմ, որ որոշ ոլորտներում մեր գլոբալ նախագծի իրականացումը դժվարությունների է հանդիպել: Ես բաց եմ ցանկացած լուծումների համար, բացի ITER-ի հզորությունների կրճատումից: Ես ոչինչ չեմ տեսնում աշխատանքի վերաբաշխման մեջ: վատ, բայց այս հարցը լուրջ քննարկման կարիք ունի»,- ասաց կազմակերպության գլխավոր տնօրենը։

Բիգոտը նշել է, որ հարյուրավոր ընկերություններ և կազմակերպություններ յոթ մասնակից երկրներից աշխատում են ITER-ի ստեղծման վրա։ «Չի կարելի ուղղակի մատներդ սեղմել և իրականացնել պլանը: Բոլորը կարծում էին, որ բարեխղճության և բարի նպատակների շնորհիվ հեշտ կլինի հասնել վերջնաժամկետներին: Այժմ նրանք հասկացան, որ առանց խիստ կառավարման ոչինչ չի ստացվի», - ընդգծեց Բիգոտը:

Նրա խոսքով, ITER-ի կառուցման դժվարությունները պայմանավորված են մասնակից երկրների մշակույթների տարբերությամբ, և այն, որ նախկինում աշխարհում նման նախագծեր չեն եղել, հետևաբար, առաջին անգամ արտադրված բազմաթիվ մեխանիզմներ և ինստալացիաներ պահանջում են. լրացուցիչ թեստեր և կարգավորող մարմինների հավաստագրում, ինչը լրացուցիչ ժամանակ է պահանջում:

Բիգոտի առաջարկած «խիստ կառավարման» միջոցառումներից մեկը կլինի մեկ այլ ղեկավար մարմնի ստեղծումը, որը կներառի ազգային գործակալությունների տնօրեններին և գլխավոր տնօրենին։ Այս մարմնի որոշումները պարտադիր կլինեն նախագծի բոլոր մասնակիցների համար. Բիգոտը հույս ունի, որ դա կխթանի փոխգործակցության գործընթացը:

© Լուսանկարը

«Դարի շինարարություն».

Այդ ընթացքում ITER-ի տարածքում հսկայական շինհրապարակ է եռում։ Օբյեկտի «սիրտը»՝ բուն tokamak-ը և սպասարկման տարածքը, կզբաղեցնեն կիլոմետրը 400 մետրով տարածք:

Ռեակտորի համար նրանք փորել են 20 մետր խորությամբ փոս, որի հատակին ամրացումն ու այս փուլում անհրաժեշտ այլ բաղադրիչները բերվում են հայելային հարթ ասֆալտի երկայնքով։ Նախ, պատի հատվածները հավաքվում են հորիզոնական, մետաղական կառույցները միացնելով հատուկ թիթեղներով: Այնուհետև չորս շինարարական կռունկների օգնությամբ դրանք վերջնականապես դրվում են ճիշտ դիրքում։

Կանցնի մի քանի տարի, և կայքը չի ճանաչվի։ Պլատֆորմի հսկայական անցքի փոխարեն դրա վրայից կբարձրանա Մեծ թատրոնի չափի մի վիթխար՝ մոտ 40 մետր բարձրությամբ:

Տեղում ինչ-որ տեղ շինարարությունը դեռ չի սկսվել, և դրա պատճառով այլ երկրներ չեն կարող ճշգրիտ հաշվարկել ջերմամիջուկային ռեակտորի բաղադրիչների առաքման ժամանակը, բայց ինչ-որ տեղ այն արդեն ավարտված է: Մասնավորապես, պատրաստ են շահագործման ԻՏԵՐ-ի գլխամասային գրասենյակը, մագնիսական համակարգի պոլոիդային պարույրների ոլորման շենքը, էլեկտրաենթակայանը և մի շարք այլ օժանդակ շինություններ։

«Երջանկությունը անհայտի շարունակական իմացության մեջ է»

Այն ժամանակ, երբ գիտական ​​աշխատանքը ամենուր հայտնի և հարգված չէ, ITER-ն իր հարթակում համախմբել է 500 գիտնականների, ինժեներների և բազմաթիվ այլ մասնագիտությունների ներկայացուցիչներ տարբեր երկրներից։ Այս մասնագետներն իսկական երազողներ և նվիրված մարդիկ են, ինչպես Ստրուգացկիները «ընդունեցին աշխատանքային վարկածը, որ երջանկությունը անհայտի շարունակական իմացության և կյանքի իմաստի մեջ է»:

Բայց նախագծի անձնակազմի կենսապայմանները սկզբունքորեն տարբերվում են ՆԻԻՉԱՎՈ-ում` Կախարդության և կախարդության գիտահետազոտական ​​ինստիտուտում, որտեղ աշխատել են խորհրդային գիտաֆանտաստիկ գրողների «Երկուշաբթի սկսվում է շաբաթ օրը» պատմվածքի հերոսները: ITER-ի տարածքում օտարերկրացիների համար հանրակացարաններ չկան. նրանք բոլորը բնակարաններ են վարձում մոտակա գյուղերում և քաղաքներում:

Արդեն կառուցված շենքերից մեկի ներսում, բացի աշխատանքային տարածքից, կա մի հսկայական ճաշասենյակ, որտեղ շատ համեստ գումարի դիմաց ծրագրի աշխատակիցները կարող են խայթել կամ բուռն ճաշել։ Ճաշացանկում միշտ կան ազգային խոհանոցների ճաշատեսակներ՝ լինի դա ճապոնական արիշտա, թե իտալական մինեստրոն:

Ճաշասենյակի մուտքի մոտ տեղադրված է ցուցատախտակ։ Դրա վրա՝ բնակարանների համատեղ վարձակալության առաջարկներ և «դասեր ֆրանսերենով, բարձրորակ և էժան»: Առանձնանում է սպիտակ սավան՝ «Կադարաշի երգչախումբը հավաքագրում է մասնակիցների. արի՛ ԻՏԵՐ-ի գլխավոր շենք»։ Բացի երգչախմբից, որի կազմավորումը դեռ չի ավարտվել, նախագծի անձնակազմը կազմակերպել է նաեւ սեփական նվագախումբը։ Սաքսոֆոնով նվագում է նաև ռուս Եվգենի Վեշչևը, ով մի քանի տարի աշխատում է Կադարաչում։

ճանապարհ դեպի արև

«Ինչպե՞ս ենք մենք ապրում այստեղ, աշխատում ենք, փորձեր ենք անում, խաղում: Երբեմն գնում ենք ծով և սար, հեռու չէ,- ասում է Եվգենին,- Իհարկե, ես կարոտում եմ Ռուսաստանը, արմատավորում եմ այն: Բայց սա. Իմ առաջին երկար ճանապարհորդությունը չէ, ես սովոր եմ:

Եվգենին ֆիզիկոս է և ներգրավված է նախագծում ախտորոշիչ համակարգերի ինտեգրման մեջ:

«Ուսանողական ժամանակներից ի վեր ես ոգեշնչվել եմ ITER նախագծով, առջևում սպասվող հնարավորություններով և հեռանկարներով, զգացողություն կար, որ դրա հետևում ապագան է: Այնուամենայնիվ, իմ ճանապարհն այստեղ փշոտ էր, սակայն, ինչպես շատ ուրիշներ: Ավարտելուց հետո, Ես փողի հետ այնքան էլ լավ չէի, ես «նույնիսկ մտածում էի գիտությունը բիզնեսի համար թողնելու, սեփական բան բացելու մասին: Բայց ես գնացի գործուղման, հետո մեկ այլ: Այսպիսով, ITER-ի մասին առաջին անգամ լսելուց տասը տարի անց, ես ավարտեցի. Ֆրանսիայում՝ նախագծի վրա»,- ասում է ֆիզիկոսը։

Ռուս գիտնականի խոսքով՝ «յուրաքանչյուր աշխատակից ունի նախագծի մեջ մտնելու իր պատմությունը»։ Ինչ էլ որ լինեն նրա հետևորդների «արևի ճանապարհները», նույնիսկ նրանցից որևէ մեկի հետ ամենակարճ զրույցից հետո պարզ է դառնում, որ այստեղ աշխատում են նրանց աշխատանքի երկրպագուները։

Օրինակ, ամերիկացի Մարկ Հենդերսոնը ITER-ի պլազմային ջեռուցման մասնագետ է: Հանդիպմանը նա՝ կարճ մազերով, չորացած, ակնոցներով, եկել է «Apple»-ի հիմնադիրներից մեկի՝ Սթիվ Ջոբսի «իմիջով»։ Սև վերնաշապիկ, խունացած ջինսեր, սպորտային կոշիկներ։ Պարզվեց, որ Հենդերսոնի և Ջոբսի յուրօրինակ մտերմությունը չի սահմանափակվում միայն արտաքին նմանությամբ. երկուսն էլ երազողներ են՝ ոգեշնչված իրենց գյուտով աշխարհը փոխելու գաղափարով։

«Մենք՝ մարդկությունս, ավելի ու ավելի ենք կախված ռեսուրսներից և անում ենք միայն այն, ինչ սպառում ենք դրանք: Արդյո՞ք մեր հավաքական միտքը համարժեք է մի աման խմորիչի կոլեկտիվ մտքին: Պետք է մտածել հաջորդ սերունդների մասին: Պետք է նորից սկսել երազել»: Համոզված է Հենդերսոնը.

Եվ նրանք մտածում են, երազում, իրականացնում ամենաանհավանական ու ֆանտաստիկ գաղափարները։ Իսկ արտաքին քաղաքականության օրակարգի ոչ մի հարց չի կարող խանգարել գիտնականների աշխատանքին. տարաձայնությունները վաղ թե ուշ կվերջանան, իսկ ջերմամիջուկային ռեակցիայի արդյունքում ստացված շոգը կջերմացնի բոլորին՝ անկախ մայրցամաքից ու պետությունից։