Международный экспериментальный термоядерный реактор | это... Что такое Международный экспериментальный термоядерный реактор? (original) (raw)
Макет термоядерного реактора (сечение)
ITER (ИТЭР) — проект международного экспериментального термоядерного реактора. Задача ИТЭР заключается в демонстрации возможности коммерческого использования термоядерного реактора и решении физических и технологических проблем, которые могут встретиться на этом пути.
Проектирование реактора полностью закончено и выбрано место для его строительства — исследовательский центр Кадараш (фр. Cadarache) на юге Франции, в 60 км от Марселя. В настоящее время (по состоянию на март 2012 г.) близятся к завершению работы по созданию железобетонного фундамента под реактор и возведению стен в котловане.
Стройку, стоимость которой первоначально оценивалась в 5 миллиардов евро, первоначально планировалось закончить в 2016 году, однако постепенно предполагаемая сумма расходов выросла вдвое, и затем срок начала экспериментов сдвинулся к 2020 году.
Первоначально название «ITER» было образовано как сокращение англ. International Thermonuclear Experimental Reactor, но в настоящее время оно официально не считается аббревиатурой, а связывается со словом лат. iter — путь.
Содержание
- 1 Страны-участницы
- 2 История
- 3 Строительство
- 4 Технические данные
- 5 Финансирование
- 6 Руководство проекта
- 7 Радиационная безопасность
- 8 Интересные факты
- 9 Примечания
- 10 См. также
- 11 Ссылки
Страны-участницы
История
- Ноябрь 1985 г. — СССР предложил создать токамак нового поколения с участием стран, наиболее продвинувшихся в изучении термоядерных реакций.
- 1988—1990 гг. — силами советских, американских, японских и европейских учёных и инженеров была проведена успешная концептуальная проработка проекта термоядерного реактора, получившего современное обозначение ITER.
- 21 июля 1992 г. — в Вашингтоне было подписано четырёхстороннее (ЕС, Россия, США, Япония) межправительственное соглашение о разработке инженерного проекта ITER.
- 1996 г. — США вышли из проекта.
Место расположения исследовательского центра «Кадараш»
- 2001 г. — технический проект реактора ITER был успешно завершён.
- 2001—2003 гг. — к участию в проекте присоединяется Канада.
- 2003 г. — США вернулись к участию в проекте, а также к ним присоединились Китай и Южная Корея.
- 28 июня 2005 г. — в Москве министры шести сторон-участниц проекта ИТЭР подписали протокол, который определяет место строительства. Международный экспериментальный термоядерный реактор будет построен на юге Франции в исследовательском центре Кадараш (43.6875, 5.76166743°41′ с. ш. 5°45′ в. д. / 43.6875° с. ш. 5.761667° в. д. (G) (O)).
- 6 декабря 2005 г. — к консорциуму присоединилась Индия.
- 25 мая 2006 г. в Брюсселе участниками консорциума подписано соглашение о начале практической реализации проекта в 2007 году.
- 1 сентября 2006 — правительство России приняло решение подписать соглашение о создании Международной организации по реализации проекта исследовательского термоядерного экспериментального реактора (ITER), которая будет обладать правами юридического лица способного заключать соглашения с государствами и международными организациями.
- Декабрь 2006 — подписано 40 первых контрактов с персоналом, объявлено о ещё 56 открытых рабочих местах.
- 2010. — начало рытья ямы под фундамент.[1]
- 2013 г. — начало строительства комплекса.[1]
- 2014 г. — прибытие первых деталей.[1]
- 2015 г. — начало сборки.[1]
- 2019 г. — конец сборки.[1]
- 2020 г. — начало экспериментов с плазмой.[1]
- 2027 г. — эксперименты с дейтериево-тритиевой плазмой.[1]
Строительство
Подготовка строительной площадки в Кадараш на юге Франции началась в январе 2007 года. Это важный первый этап в длительном десятилетнем строительном процессе, который подразделяется на две основных фазы:
- подготовка физического места
- последующее строительство зданий ITER.
Подготовка площадки
Сооружения ITER будут располагаться в общей сложности на 180 га земли коммуны Сен-Поль-ле-Дюранс (Прованс-Альпы-Лазурный Берег, регион южной Франции), которая уже стала домом для французского ядерного научно-исследовательского центра СЕА (Commissariat à l'énergie atomique, Комиссариат атомной энергетики).
Наиболее важная часть ITER — сам токамак и все служебные помещения — будут располагаться на площадке в 1 километр длиной и 400 метров шириной. Предполагается, что строительство продлится до 2017 года. Основная работа на этом этапе выполняется под руководством французского агентства ITER, а в сущности CEA.
В целом сооружения ITER будут представлять собой 60-метровый колосс весом 23 тыс. тонн [1]
Технические данные
ITER относится к термоядерным реакторам типа «токамак». Два ядра: дейтерия и трития сливаются, с образованием ядра гелия (альфа-частица) и высокоэнергетического нейтрона.
Проектные характеристики[2][3]
Макет реактора ITER. Масштаб 1:50
Общий радиус конструкции | 10,7 м |
---|---|
Высота | 30 м |
Большой радиус плазмы | 6,2 м |
Малый радиус плазмы | 2,0 м |
Объём плазмы | 837 м³ |
Магнитное поле | 5,3 Тл |
Максимальный ток в плазменном шнуре | 15 МА |
Мощность внешнего нагрева плазмы | 40 МВт |
Термоядерная мощность | 500 МВт |
Коэффициент усиления мощности | 10x |
Средняя температура | 100 МК |
Продолжительность импульса | > 400 c |
Финансирование
Стоимость проекта первоначально оценивалась в 12 млрд долларов. Доли участников распределятся следующим образом:
- Китай, Индия, Корея, Россия, США — каждая по 1/11 суммы;
- Япония — 2/11;
- ЕС — 4/11;
В июле 2010 году из-за изменения проекта и удорожания материалов стоимость строительства международного термоядерного реактора (ITER) была скорректирована и увеличилась до 15 млрд евро[4]. Таким образом, доля ЕС в проекте должна быть увеличена с 4,36 млрд евро до 5,45 млрд.
Российская сторона за период 2013—2015 гг. вложит в проект 14,4 млрд рублей (около $500 млн): 5,6 миллиарда рублей в 2013 году, 4,8 млрд — в 2014 году и 3,99 млрд — в 2015 году[5].
Руководство проекта
Руководящий орган — Совет ИТЭР (ITER Council), принимающий решения об участии государств в проекте, по вопросам персонала, административных правил и бюджетных расходов.[6]
Председатель совета ИТЭР — Евгений Павлович Велихов (избран в 2009)[7]
Генеральным Директором Советом ИТЕР назначен (от 28 июля 2010) Осаму Мотодзима (Osamu Motojima)[8]
Радиационная безопасность
Термоядерный реактор намного безопасней ядерного реактора в радиационном отношении. Прежде всего, количество находящихся в нем радиоактивных веществ сравнительно невелико. Энергия, которая может выделиться в результате какой-либо аварии, тоже мала и не может привести к разрушению реактора. При этом, в конструкции реактора есть несколько естественных барьеров, препятствующих распространению радиоактивных веществ. Например, вакуумная камера и оболочка криостата должны быть герметичными, иначе реактор просто не сможет работать. Тем не менее, при проектировании ITER большое внимание уделялось радиационной безопасности, как при нормальной эксплуатации, так и во время возможных аварий.
Есть несколько источников возможного радиоактивного загрязнения:
- радиоактивный изотоп водорода — тритий;
- наведённая радиоактивность в материалах установки в результате облучения нейтронами;
- радиоактивная пыль, образующаяся в результате воздействия плазмы на первую стенку;
- радиоактивные продукты коррозии, которые могут образовываться в системе охлаждения.
Для того, чтобы предотвратить распространение трития и пыли, если они выйдут за пределы вакуумной камеры и криостата, специальная система вентиляции будет поддерживать в здании реактора пониженное давление. Поэтому из здания не будет утечек воздуха, кроме как через фильтры вентиляции.
При строительстве реактора, где только возможно, будут применяться материалы, уже испытанные в ядерной энергетике. Благодаря этому, наведённая радиоактивность будет сравнительно небольшой. В частности, даже в случае отказа систем охлаждения, естественной конвекции будет достаточно для охлаждения вакуумной камеры и других элементов конструкции.
Оценки показывают, что даже в случае аварии, радиоактивные выбросы не будут представлять опасности для населения и не вызовут необходимости эвакуации.
20 июня 2012 организация получила официальную справку о соответствии установки нормам безопасности.[2]
Интересные факты
- Один килограмм трития стоил в 2010 году порядка 30 млн долларов.[9] Для запуска ITER потребуется как минимум около 3 кг трития[10].
- Для стабильной долговременной работы в условиях интенсивного потока нейтронов и высоких температур разработан специальный вид стали[11].
- Одним из теоретических предположений, проверка которого предполагается на ITER, является то, что во время основной реакции также будет происходить реакция деления ядер лития, при которой будет образовываться тритий в ходе реакции . Литий, используемый для реакции, входит в состав оболочки камеры токамака. При этом количество образующегося трития должно не только обеспечивать потребности самой установки, но и быть даже несколько большим, что теоретически позволит обеспечивать тритием и новые установки[12].
Примечания
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 ITER - the way to new energy
- ↑ Официальный международный сайт проекта ITER
- ↑ Официальный российский сайт проекта ИТЕР
- ↑ L’Europe s’alarme de l’explosion du coût du réacteur à fusion nucléaire ITER_, 13.05.2010._
- ↑ РФ в 2013-2015 гг вложит в проект ИТЭР 14,4 млрд руб (18.09.2012). Архивировано из первоисточника 16 октября 2012.
- ↑ The ITER Council
- ↑ http://www.iter.org/newsline/108/1496
- ↑ Osamu Motojima, Director-General, ITER Organization
- ↑ Is fusion power really viable? BBC News (5 марта 2010 г.)
- ↑ Tritium Supply Considerations, LANL, 2003. «ITER startup inventory estimated to be ~3 Kg»
- ↑ Новая сталь позволит оптимизировать расходы на термоядерный реактор Lenta.ru (27 октября 2008 г.)
- ↑ На пути к термоядерной энергетике Элементы (17 мая 2009 г.)
См. также
Ссылки
ИТЭР на Викискладе? |
---|
- Официальный сайт проекта (англ.).
- К. Ллуэллин-Смит. На пути к термоядерной энергетике. Материалы лекции, прочитанной 17 мая 2009 года в ФИАНе.
- Укрощение плазмы // «Вокруг Света».
- «С плазменным приветом» — статья в журнале «Итоги».
- У проекта термоядерного реактора ITER появится новый директор
- Митришкин Ю.В., Докука В.Н., Хайрутдинов Р.Р., Кадурин А.В., Сушин И.С., Коростелев А.Я. Методология проектирования системы магнитного управления плазмой в термоядерном токамаке-реакторе // Идентификация систем и задачи управления (SICPRO'08). — 2008. — С. 1752—1795.
- Краткое видеоописание проекта
- http://ip.ntv.ru/news/25725/
Координаты: 43°41′15″ с. ш. 5°45′42″ в. д. / 43.6875° с. ш. 5.761667° в. д. (G) (O)43.6875, 5.761667