ITER(ITER) er et prosjekt av en internasjonal eksperimentell termonukleær reaktor. Oppgaven til ITER er å demonstrere muligheten for kommersiell bruk av en fusjonsreaktor og å løse de fysiske og teknologiske problemene som kan oppstå underveis.
Utformingen av reaktoren er fullført og et sted er valgt for konstruksjonen - forskningssenteret Cadarache (fr. Cadarache) i Sør-Frankrike, i 60 km fra Marseille. For øyeblikket (pr mars 2012) nærmer seg ferdigstillelse av arbeidet med å lage et armert betongfundament for reaktoren og bygging av vegger i gropen.

Byggekostnader, som opprinnelig ble anslått til 5 milliarder euro, opprinnelig planlagt ferdigstilt i 2016 år ble imidlertid det estimerte utgiftsbeløpet gradvis doblet, og deretter ble startdatoen for forsøkene skiftet til 2020 år.
Opprinnelig ble navnet "ITER" dannet som en forkortelse av det engelske. International Thermonuclear Experimental Reactor, men for tiden regnes den ikke offisielt som en forkortelse, men er assosiert med ordet lat. iter − sti.

Deltakende land:

• EU-land (fungerer som en helhet)
• India
• Kina
• Republikken Korea
• Russland
• Japan

Kurchatov Institute, State Atomic Energy Corporation Rosatom og EFA Research Institute im. DV Efremova, NIKIET, Institutt for anvendt fysikk RAS, TRINITI, FTI im. A. F. Ioffe, VNIINM, VNIIKP, administrerende selskap "Science and Innovations".

Konstruksjon:

• 2010 − oppstart av utgraving av grunngrop.
• 2013 - begynnelsen av byggingen av komplekset.
• 2014 - ankomst av de første delene.
• 2015 - begynnelsen av forsamlingen.
• 2019 - slutten av forsamlingen.
• 2020 d. - begynnelsen av eksperimenter med plasma.
• 2027 d. - eksperimenter med deuterium-tritium plasma.

Grunnarbeid

ITER-anleggene vil ligge på totalt 180 ha landet til kommunen Saint-Paul-le-Durance (Provence-Alpes-Côte d'Azur, en region i Sør-Frankrike), som allerede har blitt hjemsted for det franske kjernefysiske forskningssenteret CEA (Commissariat à l "énergie atomique, Kommissariatet for atomenergi).

Den viktigste delen av ITER er seg selv tokamak og alle kontorlokaler - vil ligge på tomten i 1 km lengde og 400 m bredde. Byggingen forventes å vare til kl 2017 årets. Hovedarbeidet på dette stadiet utføres under ledelse av det franske byrået ITER, og i hovedsak CEA.

Generelt vil ITER-fasilitetene være 60 meter koloss av masse 23 tusen tonn.

Tekniske detaljer

ITER refererer til fusjonsreaktorer av denne typen "tokamak". To kjerner: deuterium og tritium smelter sammen for å danne en heliumkjerne (alfapartikkel) og et høyenerginøytron.

Designegenskaper:

• Total radius av strukturen − 10,7 m
• Høyde - 30 m
• Stor plasmaradius − 6,2 m
• Liten plasmaradius − 2,0 m
• Plasmavolum − 837 m3
• Magnetfelt − 5,3 T
• Maksimal strøm i plasmakolonnen − 15 MA
• Plasma ekstern varmekraft − 40 MW
• Fusjonskraft − 500 MW
• Power Gain − 10x
• Gjennomsnittlig temperatur − 100 MK
• Pulsvarighet − 400 c

Strålingssikkerhet

En termonukleær reaktor er mye tryggere enn en atomreaktor når det gjelder stråling. For det første er mengden radioaktive stoffer i den relativt liten. Energien som kan frigjøres som følge av enhver ulykke er også liten og kan ikke føre til ødeleggelse av reaktoren. Samtidig er det flere naturlige barrierer i utformingen av reaktoren som hindrer spredning av radioaktive stoffer. For eksempel må vakuumkammeret og skallet til kryostaten forsegles, ellers kan reaktoren rett og slett ikke fungere. Under utformingen av ITER ble det imidlertid lagt stor vekt på strålesikkerhet, både under normal drift og ved mulige ulykker.

Det er flere kilder til mulig radioaktiv forurensning:

1. radioaktiv isotop av hydrogen - tritium;
2. indusert radioaktivitet i installasjonsmaterialene som følge av nøytronbestråling;
3. radioaktivt støv generert som et resultat av plasmapåvirkning på den første veggen;
4. radioaktive korrosjonsprodukter som kan dannes i kjølesystemet.

For å hindre spredning av tritium og støv dersom de går utover vakuumkammer og kryostat, vil et spesielt ventilasjonssystem opprettholde et redusert trykk i reaktorbygningen. Derfor vil det ikke være luftlekkasje fra bygget, bortsett fra gjennom ventilasjonsfiltre.

Den internasjonale eksperimentelle termonukleære reaktoren ITER kan uten overdrivelse kalles vår tids mest betydningsfulle forskningsprosjekt. Når det gjelder konstruksjonsskalaen, vil den lett overgå Large Hadron Collider, og hvis den lykkes, vil den markere et mye større skritt for hele menneskeheten enn en flytur til månen. Faktisk, i potensialet er kontrollert termonukleær fusjon en nesten uuttømmelig kilde til enestående billig og ren energi.

I sommer var det flere gode grunner til å friske opp de tekniske detaljene i ITER-prosjektet. For det første, et storslått foretak, som den offisielle starten anses å være møtet mellom Mikhail Gorbatsjov og Ronald Reagan tilbake i 1985, tar materiell legemliggjøring foran våre øyne. Utformingen av en ny generasjons reaktor med deltagelse av Russland, USA, Japan, Kina, India, Sør-Korea og EU tok mer enn 20 år. I dag er ITER ikke lenger kilo med teknisk dokumentasjon, men 42 hektar (1 km ganger 420 m) av en perfekt flat overflate av en av verdens største menneskeskapte plattformer, som ligger i den franske byen Cadarache, 60 km nord for Marseille . Samt fundamentet til den fremtidige 360 ​​000 tonns reaktoren, bestående av 150 000 kubikkmeter betong, 16 000 tonn armering og 493 søyler med gummi-metall anti-seismisk belegg. Og, selvfølgelig, tusenvis av de mest sofistikerte vitenskapelige instrumentene og forskningsfasilitetene spredt rundt på universiteter rundt om i verden.

Mars 2007. Det første bildet av den fremtidige ITER-plattformen fra luften.

Produksjonen av sentrale reaktorkomponenter er i full gang. I vår rapporterte Frankrike om produksjonen av 70 rammer for D-formede spoler av et toroidfelt, og i juni begynte viklingen av de første spolene fra superledende kabler mottatt fra Russland fra Cable Industry Institute i Podolsk.

Den andre gode grunnen til å huske ITER akkurat nå er politisk. En ny generasjons reaktor er en test ikke bare for forskere, men også for diplomater. Dette er et så dyrt og teknisk komplekst prosjekt at ingen land i verden kan klare det alene. Det avhenger av statenes evne til å bli enige seg imellom både på det vitenskapelige og økonomiske området om det vil være mulig å få saken til en slutt.

Mars 2009. 42 ha flatet område venter på bygging av det vitenskapelige komplekset.

ITER-rådet i St. Petersburg var planlagt til 18. juni, men det amerikanske utenriksdepartementet, som en del av sanksjonene, forbød amerikanske forskere å besøke Russland. Med tanke på det faktum at selve ideen om tokamak (det toroidale kammeret med magnetiske spoler under ITER) tilhører den sovjetiske fysikeren Oleg Lavrentiev, behandlet prosjektdeltakerne denne avgjørelsen som en kuriositet og flyttet ganske enkelt rådet til Cadarache på samme dato. Disse hendelsene minnet nok en gang hele verden om at Russland (sammen med Sør-Korea) er mest ansvarlig for å oppfylle sine forpliktelser overfor ITER-prosjektet.

Februar 2011. Mer enn 500 hull ble boret i den seismiske isolasjonssjakten, alle underjordiske hulrom ble fylt med betong.

forskere seler

Uttrykket "fusjonsreaktor" hos mange mennesker er forsiktig. Den assosiative kjeden er klar: en termonukleær bombe er verre enn bare en kjernefysisk, noe som betyr at en termonukleær reaktor er farligere enn Tsjernobyl.

Faktisk er kjernefysisk fusjon, som prinsippet om drift av tokamak er basert på, mye tryggere og mer effektiv enn kjernefysisk fisjon som brukes i moderne kjernekraftverk. Syntese brukes av naturen selv: Solen er ikke annet enn en naturlig termonukleær reaktor.

ASDEX-tokamak, bygget i 1991 ved det tyske Max Planck-instituttet, brukes til å teste ulike materialer i reaktorens første vegg, spesielt wolfram og beryllium. Plasmavolumet i ASDEX er 13 m 3 , nesten 65 ganger mindre enn i ITER.

Reaksjonen involverer kjernene til deuterium og tritium, isotoper av hydrogen. Deuteriumkjernen består av et proton og et nøytron, mens tritiumkjernen består av et proton og to nøytroner. Under normale forhold frastøter identisk ladede kjerner hverandre, men ved svært høye temperaturer kan de kollidere.

Ved en kollisjon spiller den sterke kraften inn, som er ansvarlig for å kombinere protoner og nøytroner til kjerner. Det er en kjerne av et nytt kjemisk element - helium. I dette tilfellet produseres ett fritt nøytron og en stor mengde energi frigjøres. Energien til sterk interaksjon i heliumkjernen er mindre enn i kjernene til de opprinnelige elementene. På grunn av dette mister den resulterende kjernen til og med masse (ifølge relativitetsteorien er energi og masse ekvivalente). Når man husker den berømte ligningen E \u003d mc 2, der c er lysets hastighet, kan man forestille seg hvilket kolossalt energipotensial som er full av kjernefysisk fusjon.

August 2011. Støping av en monolittisk seismisk isolasjonsplate av armert betong har startet.

For å overvinne kraften til gjensidig frastøtning, må de opprinnelige kjernene bevege seg veldig raskt, så temperaturen spiller en nøkkelrolle i kjernefysisk fusjon. I sentrum av solen foregår prosessen ved en temperatur på 15 millioner grader celsius, men den forenkles av materiens kolossale tetthet, på grunn av tyngdekraften. Stjernens kolossale masse gjør den til en effektiv termonukleær reaktor.

Det er ikke mulig å skape en slik tetthet på jorden. Vi kan bare øke temperaturen. For at hydrogenisotoper skal gi jordbefolkningen energien til kjernene deres, kreves en temperatur på 150 millioner grader, det vil si ti ganger høyere enn på solen.

Ingen fast materiale i universet kan komme i direkte kontakt med en slik temperatur. Så bare å bygge en heliumovn vil ikke fungere. Det samme toroidale kammeret med magnetiske spoler, eller tokamak, hjelper til med å løse problemet. Ideen om å lage en tokamak gikk opp for de lyse sinnene til forskere fra forskjellige land på begynnelsen av 1950-tallet, med den sovjetiske fysikeren Oleg Lavrentiev og hans eminente kolleger Andrei Sakharov og Igor Tamm som utvetydig tilskrev forrang.

Vakuumkammeret i form av en torus (hul "smultring") er omgitt av superledende elektromagneter, som skaper et toroidformet magnetfelt i den. Det er dette feltet som holder plasmaet oppvarmet til ti soler i en viss avstand fra kammerets vegger. Sammen med den sentrale elektromagneten (induktoren) er tokamak en transformator. Ved å endre strømmen i induktoren genererer de en strømflyt i plasmaet - bevegelsen av partikler som er nødvendig for syntese.

Februar 2012. Installert 493 1,7-meters søyler med seismiske puter laget av gummi-metall sandwich.

Tokamak kan med rette betraktes som en modell for teknologisk sofistikering. Den elektriske strømmen som flyter i plasmaet skaper et poloidalt magnetfelt som omkranser plasmasøylen og opprettholder formen. Plasma eksisterer under strengt definerte forhold, og ved den minste endring stopper reaksjonen umiddelbart. I motsetning til en kjernekraftverksreaktor, kan ikke en tokamak "slås" og øke temperaturen ukontrollert.

I det usannsynlige tilfellet at tokamak blir ødelagt, skjer det ingen radioaktiv forurensning. I motsetning til et kjernekraftverk produserer ikke en fusjonsreaktor radioaktivt avfall, og det eneste produktet av fusjonsreaksjonen - helium - er ikke en drivhusgass og er nyttig i økonomien. Til slutt bruker tokamak drivstoff veldig sparsomt: under syntesen er det bare noen få hundre gram stoff i vakuumkammeret, og den estimerte årlige drivstofftilførselen til et industrielt kraftverk er bare 250 kg.

April 2014. Byggingen av kryostatbygningen ble fullført, veggene til fundamentet til tokamak 1,5 meter tykk ble hellet.

Hvorfor trenger vi ITER?

Klassiske tokamaks beskrevet ovenfor ble bygget i USA og Europa, Russland og Kasakhstan, Japan og Kina. Med deres hjelp var det mulig å bevise den grunnleggende muligheten for å lage et høytemperaturplasma. Byggingen av en industriell reaktor som er i stand til å levere mer energi enn den forbruker, er imidlertid en oppgave av en fundamentalt annen skala.

I en klassisk tokamak skapes strømmen i plasmaet ved å endre strømmen i induktoren, og denne prosessen kan ikke være uendelig. Dermed er levetiden til plasmaet begrenset, og reaktoren kan kun operere i en pulsert modus. Plasma krever enorm energi for å antennes – det er ingen spøk å varme noe opp til en temperatur på 150 000 000 °C. Dette betyr at det er nødvendig å oppnå en slik levetid på plasmaet, som vil gi energiproduksjon som betaler for opptenningen.

Fusjonsreaktoren er et elegant teknisk konsept med et minimum av negative bivirkninger. Strømmen i selve plasmaet skaper et poloidalt magnetfelt som opprettholder formen til plasmatråden, og de resulterende høyenerginøytronene kombineres med litium for å produsere det dyrebare tritiumet.

For eksempel, i 2009, under et eksperiment på den kinesiske EAST tokamak (en del av ITER-prosjektet), var det mulig å holde plasma med en temperatur på 10 7 K i 400 sekunder og 10 8 K i 60 sekunder.

For å holde plasmaet lenger, trengs flere typer tilleggsvarmer. Alle vil bli testet på ITER. Den første metoden - injeksjon av nøytrale deuteriumatomer - forutsetter at atomene vil gå inn i plasmaet pre-akselerert til en kinetisk energi på 1 MeV ved hjelp av en ekstra akselerator.

Denne prosessen er i utgangspunktet motstridende: bare ladede partikler kan akselereres (de påvirkes av et elektromagnetisk felt), og bare nøytrale partikler kan introduseres i plasmaet (ellers vil de påvirke strømstrømmen inne i plasmakolonnen). Derfor blir et elektron først tatt bort fra deuteriumatomer, og positivt ladede ioner kommer inn i akseleratoren. Deretter kommer partiklene inn i nøytralisatoren, hvor de reduseres til nøytrale atomer, interagerer med den ioniserte gassen og injiseres i plasmaet. ITER megavolt-injektoren utvikles for tiden i Padua, Italia.

Den andre oppvarmingsmetoden har noe til felles med oppvarming av mat i mikrobølgeovn. Det innebærer innvirkning på plasmaet av elektromagnetisk stråling med en frekvens som tilsvarer hastigheten til partikler (syklotronfrekvens). For positive ioner er denne frekvensen 40–50 MHz, og for elektroner 170 GHz. For å skape kraftig stråling med en så høy frekvens, brukes en enhet som kalles en gyrotron. Ni av de 24 ITER-gyrotronene er produsert ved Gycom-anlegget i Nizhny Novgorod.

Det klassiske konseptet med en tokamak antar at formen på plasmatråden opprettholdes av et poloidalt magnetfelt, som dannes av seg selv når det flyter strøm i plasmaet. For langtidsplasma innesperring er denne tilnærmingen ubrukelig. ITER tokamak har spesielle poloidale feltspoler, hvis formål er å holde det varme plasmaet borte fra veggene i reaktoren. Disse spolene er blant de mest massive og komplekse strukturelle elementene.

For å være i stand til aktivt å kontrollere plasmaformen og eliminere svingninger langs kantene på ledningen i tide, sørget utviklerne for små elektromagnetiske kretser med lav effekt plassert direkte i vakuumkammeret, under huden.

Drivstoffinfrastruktur for termonukleær fusjon er et eget interessant tema. Deuterium finnes i nesten alle vann, og reservene kan betraktes som ubegrensede. Men verdens reserver av tritium utgjør på det meste titalls kilo. 1 kg tritium koster rundt 30 millioner dollar. For de første lanseringene av ITER vil det være nødvendig med 3 kg tritium. Til sammenligning er det nødvendig med ca. 2 kg tritium per år for å opprettholde den amerikanske hærens atomkraft.

Imidlertid vil reaktoren i fremtiden forsyne seg med tritium. Under hovedfusjonsreaksjonen dannes det høyenerginøytroner som er i stand til å omdanne litiumkjerner til tritium. Utvikling og testing av den første reaktorveggen som inneholder litium er et av de viktigste målene for ITER. De første testene vil bruke beryllium-kobbermantel, som har som formål å beskytte reaktormekanismene mot varme. Ifølge beregninger, selv om hele planetens energi omdannes til tokamaks, vil verdens litiumreserver være nok til tusen års drift.

Forberedelsen av den 104 kilometer lange «Way ITER» kostet Frankrike 110 millioner euro og fire års arbeid. Veien fra havnen i Fos-sur-Mer til Cadarache ble utvidet og forsterket slik at de tyngste og største delene av tokamak kunne leveres til stedet. På bildet: en transportør med en testlast på 800 tonn.

Fra verden av tokamak

Nøyaktig kontroll av en fusjonsreaktor krever presise diagnostiske verktøy. En av hovedoppgavene til ITER er å velge det best egnede av de fem dusin verktøyene som testes i dag og starte utviklingen av nye.

Minst ni diagnostiske enheter vil bli utviklet i Russland. Tre er ved Moskva Kurchatov Institute, inkludert en nøytronstråleanalysator. Akseleratoren sender en fokusert nøytronfluks gjennom plasmaet, som gjennomgår spektrale endringer og fanges opp av mottakssystemet. Spektrometri med en frekvens på 250 målinger per sekund viser temperaturen og tettheten til plasmaet, styrken til det elektriske feltet og rotasjonshastigheten til partiklene - parametrene som er nødvendige for å kontrollere reaktoren for å holde plasmaet i lang tid .

Tre instrumenter forberedes av Ioffe Research Institute, inkludert en nøytral partikkelanalysator som fanger atomer fra en tokamak og hjelper til med å kontrollere konsentrasjonen av deuterium og tritium i reaktoren. De resterende enhetene vil bli laget ved Trinity Institute, hvor diamantdetektorer for det vertikale nøytronkammeret ITER for tiden produseres. Alle disse instituttene bruker sine egne tokamaks for testing. Og i det termiske kammeret til NIIEFA oppkalt etter Efremov, blir fragmenter av den første veggen og avledermålet til den fremtidige ITER-reaktoren testet.

Det faktum at mange av komponentene til den fremtidige megareaktoren allerede eksisterer i metall, betyr dessverre ikke nødvendigvis at reaktoren skal bygges. I løpet av det siste tiåret har den estimerte kostnaden for prosjektet vokst fra 5 milliarder til 16 milliarder euro, og den planlagte første lanseringen er utsatt fra 2010 til 2020. Skjebnen til ITER avhenger helt av realitetene i vår nåtid, først og fremst økonomiske og politiske. I mellomtiden tror hver vitenskapsmann som er involvert i prosjektet oppriktig at suksessen kan forandre fremtiden vår til det ugjenkjennelige.

Prosjektet til den internasjonale eksperimentelle termonukleære reaktoren ITER startet i 2007. Det ligger i Cadarache, sør i Frankrike. Hovedoppgaven til ITER er, ifølge de som unnfanget og implementerte prosjektet, å demonstrere mulighetene for kommersiell bruk av termonukleær fusjon.

ITER er et strategisk internasjonalt vitenskapelig initiativ, mer enn 30 land deltar i implementeringen.

"Vi er i hjertet av den fremtidige fusjonsreaktoren. Dens vekt er tre Eiffeltårn, og det totale arealet vil være på 60 fotballbaner,” melder euronews-journalisten Claudio Rocco.

En termonukleær reaktor eller en toroidal installasjon for magnetisk inneslutning av plasma, ellers kalt en tokomak, er opprettet for å oppnå de nødvendige betingelsene for at kontrollert termonukleær fusjon skal skje. Plasma i en tokamak holdes ikke av kammerets vegger, men av et spesiallaget kombinert magnetfelt - et toroidformet eksternt og poloidalt strømfelt som strømmer gjennom plasmasøylen. Sammenlignet med andre installasjoner som bruker et magnetfelt for å begrense plasmaet, er bruken av elektrisk strøm hovedtrekket til tokamak.

I implementeringen av kontrollert termonukleær fusjon vil deuterium og tritium bli brukt i tokamak.
Detaljer finnes i et intervju med ITER-direktør Bernard Bigot.

Hva er fordelen med energi produsert ved kontrollert fusjon?

"Først av alt, i bruken av hydrogenisotoper, som igjen regnes som en nesten uuttømmelig kilde: hydrogen finnes overalt, inkludert i havene. Så så lenge det er vann på jorden, hav og ferskt, vil vi få drivstoff til tokamak - vi snakker om millioner av år. Den andre fordelen er at radioaktivt avfall har en ganske kort halveringstid: flere hundre år sammenlignet med kjernefysiske fusjonsavfall.»

Fusjon er kontrollert og ifølge Bernard Bigot er det relativt enkelt å avbryte dersom en ulykke skjer. En annen situasjon i et lignende tilfelle utvikler seg med kjernefysisk fusjon.

Ved å varme opp et stoff kan en kjernereaksjon oppnås. Det er denne sammenhengen mellom oppvarming av et stoff og en kjernefysisk reaksjon som begrepet "termonukleær reaksjon" gjenspeiler.

Utformingen av tokamak-komponentene utføres av innsatsen fra ITER-medlemslandene, og detaljene og teknologiske enhetene til tokamak produseres i Japan, Sør-Korea, Russland, Kina, USA og andre land. Når du bygger en tokamak, tas sannsynligheten for ulike typer ulykker i betraktning.

Bernard Bigot: «Likevel kan radioaktive elementer lekke. Noen rom vil ikke være lufttett nok. Men antallet vil være minimalt, og for de som bor i nærheten av reaktoren, vil det ikke være noen stor fare verken for helse eller liv.»

Men muligheten for en ulykke og lekkasje er gitt i prosjektet, spesielt rommene der termonukleær fusjon finner sted og hallene ved siden av dem vil være utstyrt med spesielle ventilasjonssjakter der radioaktive elementer vil bli sugd inn for å forhindre deres løslatelse til utsiden.

«Jeg synes ikke anslaget på rundt 16 milliarder euro ser så gigantisk ut, spesielt hvis man tar i betraktning kostnadene for energien som skal produseres her. Dessuten tar det lang tid å produsere, veldig lang tid, så alle kostnadene vil rettferdiggjøre seg selv på mellomlang sikt, avslutter Bernard Bigot.

Den russiske NIIEFA annonserte nylig den vellykkede testingen av en fullskala prototype av en slukningsmotstand for beskyttelsessystemet for superledende spoler, som ble designet spesielt for ITER.

Og idriftsettelse av hele ITER-komplekset i franske Cadarache er planlagt i 2020.

Nylig fant den russiske presentasjonen av ITER-prosjektet sted ved Moskva-instituttet for fysikk og teknologi, innenfor rammen av hvilket det er planlagt å lage en termonukleær reaktor som opererer etter tokamak-prinsippet. En gruppe forskere fra Russland snakket om det internasjonale prosjektet og russiske fysikeres deltakelse i etableringen av dette anlegget. Lenta.ru deltok på ITER-presentasjonen og snakket med en av prosjektdeltakerne.

ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor - International Thermonuclear Experimental Reactor) er et fusjonsreaktorprosjekt som tillater demonstrasjon og forskning av termonukleære teknologier for videre bruk til fredelige og kommersielle formål. Skaperne av prosjektet tror at kontrollert termonukleær fusjon kan bli fremtidens energi og tjene som et alternativ til moderne gass, olje og kull. Forskere legger merke til sikkerheten, miljøvennligheten og tilgjengeligheten til ITER-teknologi sammenlignet med konvensjonell energi. Kompleksiteten til prosjektet er sammenlignbar med Large Hadron Collider; reaktorinstallasjonen inkluderer mer enn ti millioner strukturelle elementer.

Om ITER

Toroidale tokamak-magneter krever 80 000 kilometer med superledende filamenter; deres totale vekt når 400 tonn. Selve reaktoren vil veie rundt 23.000 tonn. Til sammenligning er vekten av Eiffeltårnet i Paris bare 7,3 tusen tonn. Volumet av plasma i tokamak vil nå 840 kubikkmeter, mens for eksempel i den største driftsreaktoren av denne typen i Storbritannia - JET - er volumet hundre kubikkmeter.

Høyden på tokamak vil være 73 meter, hvorav 60 meter over bakken og 13 meter under. Til sammenligning er høyden på Spasskaya-tårnet i Kreml i Moskva 71 meter. Hovedreaktorplattformen vil dekke et område som tilsvarer 42 hektar, som kan sammenlignes med arealet på 60 fotballbaner. Temperaturen i tokamak-plasmaet vil nå 150 millioner grader celsius, som er ti ganger høyere enn temperaturen i sentrum av solen.

I byggingen av ITER i andre halvdel av 2010 er det planlagt å involvere opptil fem tusen mennesker på samme tid - de vil inkludere både arbeidere og ingeniører, samt administrativt personell. Mange ITER-komponenter vil bli levert fra en havn nær Middelhavet langs en spesialkonstruert vei som er omtrent 104 kilometer lang. Spesielt vil det tyngste fragmentet av anlegget bli transportert langs det, hvis masse vil være mer enn 900 tonn, og lengden vil være omtrent ti meter. Mer enn 2,5 millioner kubikkmeter jord skal fjernes fra byggeplassen til ITER-anlegget.

De totale kostnadene for design og konstruksjonsarbeid er estimert til 13 milliarder euro. Disse midlene er gitt av de syv hovedprosjektdeltakerne som representerer interessene til 35 land. Til sammenligning er de totale kostnadene for å bygge og vedlikeholde Large Hadron Collider nesten to ganger mindre, og å bygge og vedlikeholde den internasjonale romstasjonen er nesten halvannen ganger dyrere.

tokamak

I dag i verden er det to lovende prosjekter av termonukleære reaktorer: tokamak ( deretter rhoidal ka måle med ma råtten til atushkas) og en stjernestjerne. I begge enhetene er plasmaet innesluttet av et magnetfelt, men i en tokamak har det form av en toroidal ledning som en elektrisk strøm føres gjennom, mens i en stellarator induseres magnetfeltet av eksterne spoler. I termonukleære reaktorer foregår reaksjoner av syntese av tunge grunnstoffer fra lys (helium fra hydrogenisotoper - deuterium og tritium), i motsetning til konvensjonelle reaktorer, hvor prosesser med nedbrytning av tunge kjerner til lettere initieres.

Foto: Flyktninghjelpen "Kurchatov Institute" / nrcki.ru

Den elektriske strømmen i tokamak brukes også til den første oppvarmingen av plasmaet til en temperatur på rundt 30 millioner grader Celsius; videre oppvarming utføres av spesielle enheter.

Det teoretiske opplegget til tokamak ble foreslått i 1951 av sovjetiske fysikere Andrei Sakharov og Igor Tamm, og i 1954 ble den første installasjonen bygget i USSR. Forskere var imidlertid ikke i stand til å opprettholde plasmaet i et stasjonært regime i lang tid, og på midten av 1960-tallet var verden overbevist om at kontrollert termonukleær fusjon basert på en tokamak var umulig.

Men allerede tre år senere, ved T-3-anlegget ved Kurchatov Institute of Atomic Energy, under ledelse av Lev Artsimovich, var det mulig å varme opp plasmaet til en temperatur på mer enn fem millioner grader Celsius og holde det for en kort stund tid; forskere fra Storbritannia, som var til stede ved eksperimentet, registrerte en temperatur på rundt ti millioner grader på utstyret deres. Etter det begynte en virkelig boom av tokamaks i verden, slik at det ble bygget rundt 300 installasjoner i verden, hvorav de største er i Europa, Japan, USA og Russland.

Bilde: Rfassbind/wikipedia.org

ITER-administrasjon

Hva er grunnlaget for tilliten til at ITER vil begynne å jobbe om 5-10 år? På hvilke praktiske og teoretiske utviklinger?

På russisk side oppfyller vi den erklærte arbeidsplanen og kommer ikke til å bryte den. Dessverre ser vi noen forsinkelser i arbeidet utført av andre, hovedsakelig Europa; dels er det en forsinkelse i Amerika og det er en tendens til at prosjektet blir noe forsinket. Forsinket, men ikke stoppet. Det er tillit til at det vil fungere. Konseptet med selve prosjektet er helt teoretisk og praktisk kalkulert og pålitelig, så jeg tror det vil fungere. Om det vil gi de deklarerte resultatene i full mål... la oss vente og se.

Er prosjektet mer av utforskende karakter?

Selvfølgelig. Det påståtte resultatet er ikke det oppnådde resultatet. Hvis den mottas i sin helhet, vil jeg være ekstremt glad.

Hvilke nye teknologier har dukket opp, dukket opp eller vil dukke opp i ITER-prosjektet?

ITER-prosjektet er ikke bare et ekstremt komplekst, men også et ekstremt stressende prosjekt. Stressende når det gjelder energibelastning, driftsforhold for visse elementer, inkludert systemene våre. Derfor er nye teknologier rett og slett forpliktet til å bli født i dette prosjektet.

Finnes det et eksempel?

Rom. For eksempel våre diamantdetektorer. Vi diskuterte muligheten for å bruke våre diamantdetektorer på rombiler, som er atomkjøretøyer som frakter noen objekter som satellitter eller stasjoner fra bane til bane. Det er et slikt prosjekt av en rombil. Siden dette er et kjøretøy med en atomreaktor om bord, krever de vanskelige driftsforholdene analyse og kontroll, så våre detektorer kan godt gjøre det. For øyeblikket er ikke emnet for å lage slik diagnostikk finansiert ennå. Hvis det opprettes, kan det brukes, og da vil det ikke være behov for å investere penger i det på utviklingsstadiet, men bare på utviklings- og implementeringsstadiet.

Hva er andelen av moderne russisk utvikling på null- og nittitallet sammenlignet med sovjetisk og vestlig utvikling?

Andelen av det russiske vitenskapelige bidraget til ITER på bakgrunn av det globale bidraget er svært stor. Jeg vet det ikke helt, men det er veldig tungtveiende. Det er helt klart ikke mindre enn den russiske andelen økonomisk deltakelse i prosjektet, for i mange andre team er det et stort antall russere som har reist til utlandet for å jobbe i andre institusjoner. I Japan og Amerika, overalt, har vi veldig god kontakt og jobber med dem, noen av dem representerer Europa, noen representerer Amerika. I tillegg er det også vitenskapelige skoler. Derfor, med hensyn til om vi er sterkere eller mer utvikler det vi gjorde før ... En av de store sa at "vi står på skuldrene til titaner", derfor er basen som ble utviklet i sovjettiden unektelig stor og uten den vi er ingenting ville ikke være i stand til. Men selv i det øyeblikket vi ikke står stille, flytter vi.

Og hva gjør gruppen din på ITER?

Jeg har en sektor i avdelingen. Avdelingen er engasjert i utvikling av flere diagnostikk, vår sektor er spesielt engasjert i utvikling av et vertikalt nøytronkammer, ITER nøytrondiagnostikk og løser et bredt spekter av problemer fra design til produksjon, og driver også relatert forskningsarbeid knyttet til utviklingen. spesielt av diamantdetektorer. Diamantdetektoren er en unik enhet, opprinnelig laget i vårt laboratorium. Tidligere brukt i mange fusjonsanlegg, er det nå mye brukt av mange laboratorier fra Amerika til Japan; de, la oss si, fulgte oss, men vi fortsetter å være på topp. Nå lager vi diamantdetektorer og vi skal nå nivået av deres industrielle produksjon (småskala produksjon).

I hvilke bransjer kan disse detektorene brukes?

I dette tilfellet er dette termonukleær forskning, i fremtiden antar vi at de vil være etterspurt innen kjernekraft.

Hva gjør detektorer egentlig, hva måler de?

Nøytroner. Det er ikke noe mer verdifullt produkt enn nøytronet. Du og jeg består også av nøytroner.

Hvilke egenskaper måler de til nøytroner?

Spektral. For det første er det umiddelbare problemet som blir løst ved ITER måling av nøytronenergispektra. I tillegg overvåker de antall og energi til nøytroner. Den andre tilleggsoppgaven gjelder atomenergi: vi har parallelle utviklinger som også kan måle termiske nøytroner, som er grunnlaget for atomreaktorer. For oss er denne oppgaven sekundær, men den er også under arbeid, det vil si at vi kan jobbe her og samtidig gjøre utviklinger som ganske vellykket kan brukes innen kjernekraft.

Hvilke metoder bruker du i forskningen din: teoretisk, praktisk, datasimulering?

Alt: fra kompleks matematikk (metoder for matematisk fysikk) og matematisk modellering til eksperimenter. Alle de ulike typene beregninger som vi utfører bekreftes og verifiseres ved eksperimenter, fordi vi har et eksperimentelt laboratorium med flere opererende nøytrongeneratorer, som vi tester systemene vi selv utvikler på.

Har du en fungerende reaktor i laboratoriet ditt?

Ikke en reaktor, men en nøytrongenerator. En nøytrongenerator er faktisk en minimodell av de aktuelle termonukleære reaksjonene. Alt er likt i den, bare der er prosessen noe annerledes. Det fungerer på prinsippet om en akselerator - det er en stråle av visse ioner som treffer et mål. Det vil si at når det gjelder plasma, har vi et varmt objekt der hvert atom har en stor energi, og i vårt tilfelle treffer et spesielt akselerert ion et mål mettet med lignende ioner. Følgelig finner en reaksjon sted. La oss bare si at det er en av måtene du kan gjøre den samme fusjonsreaksjonen på; det eneste som er bevist er at denne metoden ikke har høy virkningsgrad, det vil si at du ikke får en positiv energiutgang, men du får selve reaksjonen - vi observerer direkte denne reaksjonen og partiklene og alt som går inn den.

CADARASH (Frankrike), 25. mai - RIA Novosti, Victoria Ivanova. Sør-Frankrike forbindes vanligvis med ferier på Cote d'Azur, lavendelmarker og Cannes-festivalen, men ikke med vitenskap, selv om "århundrets konstruksjon" har pågått i nærheten av Marseille i flere år - en internasjonal termonukleær eksperimentell reaktor (ITER) bygges i nærheten av forskningssenteret Cadarache.

RIA Novosti-korrespondent fikk vite hvordan verdens største konstruksjon av en enestående installasjon utvikler seg og hva slags mennesker som bygger en "prototype av solen" som er i stand til å generere 7 milliarder kilowattimer energi per år.

Opprinnelig ble prosjektet til International Thermonuclear Experimental Reactor kalt ITER, en forkortelse for International Thermonuclear Experimental Reactor. Imidlertid fikk navnet senere en vakrere tolkning: navnet på prosjektet forklares av oversettelsen av det latinske ordet iter - "måte", og noen land begynte å forsiktig gå bort fra omtalen av ordet "reaktor" slik som ikke å vekke assosiasjoner til fare og stråling i innbyggerne.

Den nye reaktoren bygges av hele verden. Til dags dato deltar Russland, India, Japan, Kina, Sør-Korea og USA, samt EU, i prosjektet. Europeerne, som fungerer som en enkelt gruppe, er ansvarlige for gjennomføringen av 46 % av prosjektet, hvert av de andre deltakerlandene tok på seg 9 %.

For å forenkle systemet med gjensidige oppgjør, ble en spesiell valuta oppfunnet i organisasjonen - ITER-kontoenheten - IUA. Alle avtaler om levering av komponenter fra deltakere inngås i disse enhetene. Så resultatet av konstruksjonen ble uavhengig av svingninger i valutakursene til nasjonale valutaer og kostnadene ved å produsere deler i hvert enkelt land.

For disse investeringene, ikke uttrykt i penger, men i komponenter i den fremtidige installasjonen, får deltakerne full tilgang til hele spekteret av teknologier involvert i ITER. Dermed bygges det nå en «International school for the creation of a thermonuclear reactor» i Frankrike.

"Det hotteste i solsystemet"

Journalister, og ITER-ansatte selv, sammenligner prosjektet med Solen så ofte at det er ganske vanskelig å komme på en annen forening for en termonukleær installasjon. Lederen for en av divisjonene til den internasjonale organisasjonen ITER - Mario Merola - kunne kalt reaktoren "den hotteste tingen i vårt solsystem."

"Temperaturen inne i enheten vil være ca. 150 millioner grader Celsius, som er 10 ganger høyere enn temperaturen til kjernen til solen. Magnetfeltet til installasjonen vil være ca. 200 tusen ganger større enn det til jorden selv." sier Mario om prosjektet.

ITER er basert på et system av tokamaks - toroidale kamre med magnetiske spoler. Ideen om magnetisk inneslutning av høytemperaturplasma ble utviklet og teknologisk implementert for første gang i verden ved Kurchatov-instituttet i midten av forrige århundre. Russland, som sto i opprinnelsen til prosjektet, blant andre komponenter, produserer en av de viktigste delene av installasjonen, "hjertet til ITER" - et superledende magnetisk system. Den består av ulike typer superledere som inneholder titusenvis av filamenter med en spesiell nanostruktur.

For å lage et så storskala system kreves det hundrevis av tonn slike superledere. Seks av de syv deltakerlandene er engasjert i produksjonen. Blant dem er Russland, som leverer superledere basert på niob-titan og niob-tinnlegeringer, som viste seg å være blant de beste i verden. Disse materialene er produsert i Russland av Rosatom-bedrifter og Kurchatov-instituttet.

© Foto: med tillatelse fra ITER Organization

© Foto: med tillatelse fra ITER Organization

Leddvansker

Imidlertid ble Russland og Kina, som oppfylte sine forpliktelser i tide, uforvarende gisler av andre prosjektdeltakere, som ikke alltid har tid til å fullføre sin del av arbeidet i tide. Spesifisiteten til ITER-prosjektet ligger i det nære samspillet mellom alle parter, og derfor fører etterslepet til et enkelt land til at hele prosjektet begynner å "glippe".

For å bøte på situasjonen bestemte den nye lederen for ITER-organisasjonen, Bernard Bigot, å endre tidsrammen for prosjektet. En ny versjon av timeplanen - som forventes å være mer realistisk - vil bli presentert i november.

Samtidig utelukket ikke Bigo omfordeling av arbeid mellom deltakerne.

"Jeg ville vært glad hvis det ikke var noen forsinkelser i det hele tatt. Men jeg må innrømme at på noen områder har implementeringen av vårt globale prosjekt møtt vanskeligheter. Jeg er åpen for alle andre løsninger enn å redusere ITER-kapasiteten. Jeg ser ingenting i å omfordele arbeidet. dårlig, men dette spørsmålet må diskuteres seriøst," sa organisasjonens generaldirektør.

Bigot bemerket at hundrevis av selskaper og organisasjoner fra syv deltakende land jobber med å lage ITER. "Du kan ikke bare knipse med fingrene og gjennomføre planen. Alle trodde at det ville være lett å overholde tidsfristene takket være god tro og gode intensjoner. Nå skjønte de at ingenting ville komme ut av det uten streng ledelse," understreket Bigot.

Ifølge ham er vanskeligheter med byggingen av ITER forårsaket av forskjellen i kulturene til de deltakende landene, og det faktum at det ikke fantes slike prosjekter i verden før, derfor krever mange mekanismer og installasjoner produsert for første gang ytterligere tester og sertifisering fra regulatorer, noe som tar ekstra tid. .

Et av Bigots foreslåtte «streng styring»-tiltak vil være opprettelsen av et annet styringsorgan, som vil inkludere direktørene for nasjonale byråer og den daglige direktøren. Beslutningene til dette organet vil være bindende for alle deltakere i prosjektet - Bigot håper at dette vil stimulere prosessen med samhandling.

© Foto

"Århundrets konstruksjon"

I mellomtiden er en enorm byggeplass i full gang på territoriet til ITER. "Hjertet" til objektet - selve tokamak og servicelokaler - vil okkupere et sted som måler en kilometer ganger 400 meter.

For reaktoren gravde de en grop på 20 meter dyp, til bunnen av hvilken forsterkning og andre nødvendige komponenter på dette stadiet føres langs speilglat asfalt. Først monteres veggsegmenter horisontalt, og forbinder metallkonstruksjoner med spesielle plater. Så, ved hjelp av fire byggekraner, blir de endelig satt i riktig posisjon.

Det vil gå flere år, og siden vil ikke bli gjenkjent. I stedet for et enormt hull i plattformen, vil en koloss på størrelse med Bolshoi-teateret stige over den - omtrent 40 meter i høyden.

Et sted på stedet har byggingen ennå ikke begynt - og på grunn av dette kan andre land ikke nøyaktig beregne leveringstiden for komponentene til en termonukleær reaktor, men et sted er den allerede fullført. Spesielt ITER-hovedkvarteret, bygningen for vikling av poloidale spoler til det magnetiske systemet, en krafttransformatorstasjon og flere andre hjelpebygg er klare for drift.

"Lykke er i den kontinuerlige kunnskapen om det ukjente"

I en tid hvor vitenskapelig arbeid ikke er populært og respektert overalt, har ITER samlet 500 forskere, ingeniører og representanter for mange andre spesialiteter fra forskjellige land på sin plattform. Disse spesialistene er ekte drømmere og dedikerte mennesker, akkurat som Strugatskys "aksepterte arbeidshypotesen om at lykke ligger i den kontinuerlige kunnskapen om det ukjente og meningen med livet i det samme."

Men levekårene for prosjektmedarbeiderne er fundamentalt forskjellige fra de som var i NIICHAVO – Forskningsinstituttet for hekseri og trolldom – der heltene i historien til sovjetiske science fiction-forfattere «Mandag begynner på lørdag» jobbet. Det er ingen herberger for utlendinger på territoriet til ITER - de leier alle boliger i landsbyer og tettsteder i nærheten.

Inne i en av de allerede bygde bygningene er det i tillegg til arbeidslokalene en enorm spisesal, hvor prosjektmedarbeidere for et svært beskjedent beløp kan spise en matbit eller en solid lunsj. Det er alltid retter av nasjonale retter på menyen, enten det er japanske nudler eller italiensk minestrone.

Det er en oppslagstavle ved inngangen til spisestuen. På den - tilbud om felles utleie av leiligheter og "klasser i fransk, høy kvalitet og rimelig." Et hvitt ark skiller seg ut - "The Choir of Cadarache rekrutterer deltakere. Kom til hovedbygningen til ITER." I tillegg til koret, hvis dannelse ennå ikke er fullført, organiserte prosjektmedarbeiderne også sitt eget orkester. Saksofonen spilles også av russeren Evgeny Veshchev, som har jobbet i Cadarache i flere år.

veien til solen

"Hvordan bor vi her? Vi jobber, øver, spiller. Noen ganger drar vi til havet og til fjells, det er ikke langt unna," sier Evgeny, "Selvfølgelig savner jeg Russland, jeg roter etter det. Men dette er ikke min første lange utenlandsreise, jeg er vant til".

Evgeniy er fysiker og er involvert i integreringen av diagnostiske systemer på prosjektet.

"Siden studentdagene har jeg blitt inspirert av ITER-prosjektet, mulighetene og utsiktene som ligger foran meg, det var en følelse av at fremtiden ligger bak det. Men veien min hit var tornefull, som mange andre. Etter eksamen, Jeg var ikke så flink med penger, jeg "Jeg tenkte til og med på å forlate vitenskapen for forretninger, åpne noe eget. Men jeg dro på forretningsreise, så en til. Så ti år etter at jeg først hørte om ITER, endte jeg opp med i Frankrike, på prosjektet," sier fysikeren.

Ifølge den russiske forskeren har "hver ansatt sin egen historie om å komme inn i prosjektet." Uansett "veiene til solen" til dens tilhengere, selv etter den korteste samtalen med noen av dem, blir det klart at fans av arbeidet deres jobber her.

For eksempel er amerikaneren Mark Henderson spesialist på plasmaoppvarming ved ITER. På møtet kom han – korthåret, tørr, iført briller – «i bildet» av en av grunnleggerne av Apple, Steve Jobs. Svart skjorte, falmede jeans, joggesko. Det viste seg at den særegne nærheten til Henderson og Jobs ikke er begrenset til ytre likhet: begge er drømmere, inspirert av ideen om å forandre verden med oppfinnelsen deres.

"Vi, menneskeheten, er i økende grad avhengig av ressurser og gjør bare det vi forbruker dem. Er vårt kollektive sinn ekvivalent med det kollektive sinnet til en skål med gjær? Vi må tenke på de neste generasjonene. Vi må begynne å drømme igjen," Henderson er overbevist.

Og de tenker, drømmer, implementerer de mest utrolige og fantastiske ideene. Og ingen saker på den utenrikspolitiske agendaen kan forstyrre forskernes arbeid: uenigheter vil ende før eller siden, og varmen oppnådd som et resultat av en termonukleær reaksjon vil varme alle, uavhengig av kontinent og stat.