ITER - новый Путь
(Материал из Википедии — свободной энциклопедии)
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.
В настоящее время проектирование реактора полностью закончено и выбрано место для его строительства — исследовательский центр Кадараш (фр. Cadarache) на юге Франции, в 60 км от Марселя.
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.
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, 5.761667
43°41′ с. ш. 5°45′ в. д. / 43.6875° с. ш. 5.761667° в. д. (G)). - 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.
- 2007—2019 гг. — период строительства реактора[1].
- 2026 Первые реакции термоядерного синтеза
- 2019—2037 гг. — ожидаются эксперименты, по истечении которых проект будет закрыт.
- После 2040 года реактор станет производить электроэнергию (при условии успешных экспериментов)[2].
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
Макет реактора ITER. Масштаб 1:50
Общий радиус конструкции10,7 м
Высота30 мБ
ольшой радиус плазмы6,2 м
Малый радиус плазмы2,0 м
Объём плазмы837 м³
Магнитное поле5,3 Тл
Максимальный ток в плазменном шнуре15 МА
Мощность внешнего нагрева плазмы40 МВт
Термоядерная мощность500 МВт
Коэффициент усиления мощности10x
Средняя температура100 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;
Таким образом, доля ЕС в проекте должна быть увеличена с 2,7 млрд евро до 7,2 млрд.
Директора проекта
- Канаме Икеда (Kaname Ikeda) — японский инженер-ядерщик и бывший дипломат, директор в 2005-2010 гг.
- Осаму Мотодзима (Osamu Motojima) — японский физик, директор с мая 2010 г. [7][8].
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 проектирования 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.
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.
Интересные факты
- Один килограмм трития стоит 30 млн долларов, что ставит под вопрос коммерческую эффективность реактора [9].
- Для стабильной долговременной работы в условиях интенсивного потока нейтронов и высоких температур разработан специальный вид стали [10].
- Одним из теоретических предположений, проверка которого предполагается на ITER, является то, что во время основной реакции также будет происходить реакция ядерного синтеза, 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 [11].
Последний раз редактировалось Coup-De-Grace; 29.10.2010 в 06:19..
