Сравнение токамаков нового поколения

Авторы: Копалейшвили Н.Г., Батрак Н.В.
Опубликовано в выпуске: #9(74)/2022
DOI: 10.18698/2541-8009-2022-9-822
Раздел: Физика | Рубрика: Теплофизика и теоретическая теплотехника
Ключевые слова: токамак с реакторными технологиями, международный экспериментальный термоядерный реактор, управляемый термоядерный синтез, демонстрационные термоядерные электростанции, ИТЭР, ДЕМО, ТРТ, Т-15МД, Росатом, ТРИНИТИ
Опубликовано: 07.10.2022

Исследован вопрос об актуальности разработки и эксплуатации токамаков нового поколения. Проведен сравнительный анализ будущих и нынешних концептов токамаков. В данной работе рассмотрены такие установки, как ИТЭР (международный термоядерный экспериментальный реактор), ДЕМО (демонстрационный термоядерный реактор), ТРТ (токамак с реакторными технологиями), Т-15МД, Т-15. Показана принцип работы управляемого термоядерного синтеза на основе реакции дейтерия и трития, а также отмечено преимущество данной реакции по сравнению с другими возможными. Изучены характеристики устройств, сроки их строительства и условия проведения работ. Рассмотрены миссии и задачи современных проектов. На основании исследованных данных сделан вывод о целесообразности разработки токамаков нового поколения.

Литература

[1] Рыжков С.В., Чирков А.Ю. Системы альтернативной термоядерной энергетики. М., Физматлит, 2017.

[2] Химченко Л.Н., Красильников А.В. ИТЭР. Сборка токамака и дальнейшая интеграция в термоядерное общество. ICPAF-2022. М., Плазмаиофан, 2022, с. 40.

[3] Michael F. Radioactivity. Introduction and history. Elsevier, 2007.

[4] Клименко Г.К., Кузенов В.В., Ляпин А.А. и др. Расчет, моделирование и проектирование генераторов низкотемпературной плазмы. М., Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021.

[5] Хвостенко П.П. Экспериментальная термоядерная установка токамак Т-15МД. ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2019, т. 42, № 1, с. 15–38. DOI: https://doi.org/10.21517/0202-3822-2019-42-1-15-38

[6] Аликаев В.В., Бревнов Н.Н. Программа физических исследований на установке Токамак-15. М., ИАЭ, 1983.

[7] Готт Ю.В., Курнаев В.А. На пути к энергетике будущего. М., МИФИ, 2017.

[8] Federici G. European DEMO design strategy and consequences for materials. Nucl. Fusion, 2017, vol. 57, no. 9, art. 092002. DOI: https://doi.org/10.1088/1741-4326/57/9/092002

[9] Красильников А.В., Коновалов С.В., Бондарчук Э.Н. и др. Токамак с реакторными технологиями (TRT): концепция, миссии, основные особенности и ожидаемые характеристики. Физика плазмы, 2021, т. 47, № 11, с. 970–985. DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292121110196

[10] Портнов Д.В., Высоких Ю.Г., Кащук Ю.А. и др. Токамак с реакторными технологиями (ТРТ): предварительный анализ ядерного энерговыделения в катушке тороидального поля. Физика плазмы, 2021, т. 47, № 12, с. 1170–1176. DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292121110238

[11] Карпов Д.А., Иванов А.Г., Лившиц А.И. и др. Система вакуумной откачки токамака ТРТ. Физика плазмы, 2021, т. 47, № 12, с. 1152–1169. DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292121110196

[12] Чирков А.Ю., Рыжков С.В. Воздействие мощных тепловых и нейтронных потоков на элементы конструкции термоядерных и ядерных энергоустановок. Ядерная физика и инжиниринг, 2017, т. 8, № 6, с. 513–522. DOI: https://doi.org/10.31857/S0367292121110196

[13] Ryzhkov S.V. Modeling of plasma physics in the fusion reactor based on a field-reversed configuration. Fusion Sci. Technol., 2009, vol. 55, no. 2T, pp. 157–161. DOI: https://doi.org/10.13182/FST09-A7004

[14] Chirkov A.Yu., Ryzhkov S.V., Bagryansky P.A. et al. Fusion modes of an axially symmetrical mirror trap with the high power injection of fast particles. Plasma Phys. Rep., 2012, vol. 38, no. 13, pp. 1025–1031. DOI: https://doi.org/10.1134/S1063780X12080090

[15] Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V. Calculation of plasma dynamic parameters of the magneto-inertial fusion target with combined exposure. Phys. Plasmas., 2019, vol. 26, no. 9, art. 092704. DOI: https://doi.org/10.1063/1.5109830

[16] Kuzenov V.V., Ryzhkov S.V. Plasma dynamics modeling of the interaction of pulsed plasma jets. Phys. Atom. Nuclei, 2018, vol. 81, no. 10, pp. 1460–1464. DOI: https://doi.org/10.1134/S106377881811011X