Cпециалисты Томского политехнического университета совместно с другими российскими учеными создали и испытали термоядерный компонент уникального гибридного реактора. Результаты их работы опубликованы в журнале Nuclear Engineering and Technology.
Как объяснили авторы исследования, гибридные реакторные системы, или системы "синтез-деление", объединяют в себе надежность привычных реакторов деления и экономность и экологическую безопасность термоядерной энергетики.
Состоят такие системы из источника термоядерных нейтронов и активной зоны (так называемого бланкета), в которой протекает деление тяжелых ядер. Топливом служит смесь тория и оружейного плутония. Торий, по словам ученых, сам по себе не может быть источником энергии, зато из него образуется уран-233, накопление которого в активной зоне увеличивает длительность топливного цикла. Замена торием урана-238, применяющегося в обычных реакторах деления, позволяет резко снизить объем радиоактивных отходов.
"В плазме ионы дейтерия и трития, сталкиваясь друг с другом, объединяются в ядра гелия с выделением высокоэнергетических нейтронов. Те поступают из вакуумной камеры в бланкет в импульсном режиме, поддерживая деление тяжелых ядер, которое и дает основную энергию. Ключевое отличие гибридной системы в том, что ядерный материал находится не в строго критическом состоянии, как в традиционном реакторе, а в состоянии, близком к критическому, что исключает возможность развития неконтролируемой цепной реакции", — объяснил доцент отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Сергей Беденко.
По словам ученых, энергия, выделяемая при делении, отводится гелиевым теплоносителем. Разогретый до примерно 730 градусов Цельсия гелий при подключении газотурбинной установки и электрогенератора можно использовать для производства не только электроэнергии, но и водорода методом паровой конверсии метана.
Разрабатываемый гибридный реактор будет отличаться компактными размерами, мощностью около 60-100 мегаватт и способностью работать без перезагрузки топлива более восьми лет. По мнению ученых, его можно применять в труднодоступных регионах и получать электроэнергию, тепло и экологически чистое водородное топливо.
Газодинамическая магнитная ловушка, отмечают авторы исследования, позволяет удерживать высокотемпературную плазму значительно дольше других существующих систем. Это поможет лучше исследовать как процесс термоядерного синтеза, так и работу различных элементов реактора в условиях жесткого нейтронного облучения. Все это должно существенно ускорить развитие термоядерной энергетики, подчеркивают ученые.
"В ходе проведенных исследований мы определили оптимальные параметры термоядерного источника нейтронов для постоянного поддержания бланкета гибридной системы в контролируемом околокритическом состоянии, а также изучили эффект "волны делений ядер", возникающей после однократного импульса термоядерного горения", — рассказал Сергей Беденко.
Концепцию ториевого гибридного реактора предложил в 2019 году коллектив ученых Томского политехнического университета, Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е. И. Забабахина и Института ядерной физики имени Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН. Исследования проводятся в рамках гранта Российского фонда фундаментальных исследований.
Сегодня мы можем с полной уверенностью сказать, что проект под названием СНГ состоялся и вновь подтверждает свою жизнеспособность в это сложное время 28.05.2021Встреча с главами правительств СНГ
Александр Лукашенко Президент Республики Беларусь
В сложившихся условиях опыт союза Беларуси и России – Союзного государства - вновь может выступить локомотивом интеграционных процессов, предложив для ЕАЭС и СНГ лучшие наработки. Я обращаю ваше внимание к той разноуровневой интеграции, которая складывается на постсоветском пространстве 15.10.2021Заседание Совета глав государств СНГ
Роман Головченко Премьер-министр Республики Беларусь
Общее научно-технологическое пространство СНГ должно быть самодостаточным и независимым от внешних факторов 20.05.2022Заседание Совета глав правительств СНГ
Михаил Мишустин Премьер-министр Российской Федерации
В этом году Содружеству исполняется 30 лет. За столь небольшой в исторической перспективе срок оно стало эффективной площадкой для взаимодействия, многократно подтвердило востребованность на международной арене 12.11.2021Заседание Совета глав правительств СНГ
Гурбангулы Бердымухамедов Президент Туркменистана с 2007 по 2022 год
В предстоящие годы первостепенной задачей, на наш взгляд, является наращивание экономического взаимодействия, использование совокупного промышленного, ресурсного, технологического потенциала Содружества с целью достижения устойчивых позиций в глобальных процессах 15.10.2021Заседание Совета глав государств СНГ
30 лет СНГ: Цифра дня
615,5млрд долл.
Составил оборот розничной торговли в целом по СНГ в 2020 году, увеличившись по сравнению с 2000 годом на 325%.