L’Institut Kurchatov va realitzar el llançament físic d’un reactor termonuclear híbrid profundament modernitzat T-15MD. La configuració experimental està pensada per a la investigació i el desenvolupament de tecnologies prometedores, que després es poden utilitzar en projectes nacionals i internacionals.
Cerimònia solemne
El llançament de la megaunitat T-15MD, construïda al "Institut Kurchatov" del NRC, va tenir lloc el 18 de maig. Atesa l’elevada importància d’aquest projecte, el llançament es va dur a terme en el marc d’una cerimònia solemne amb la participació del primer ministre Mikhail Mishustin, el ministre d’Educació i Ciències, Valery Falkov, i altres funcionaris. Es va encarregar als convidats prémer el botó d’inici simbòlic.
Segons el primer ministre, el reactor T-15MD és una prova de l’alt nivell tecnològic del nostre país. El seu llançament va ser un gran esdeveniment no només per a Rússia, sinó per a tot el món. També M. Mishustin va assenyalar que la creació d'una nova font d'energia fiable i potent contribuirà al desenvolupament de moltes indústries.
El president de l'Institut Kurchatov, Mikhail Kovalchuk, va dir que la ciència russa és capaç d'investigar més l'energia termonuclear. Això requereix la modernització de la base de recerca i producció. En el passat, el nostre país era capaç d’implementar aquests projectes sense assistència estrangera, produint de manera independent tots els productes i components necessaris.
El lideratge del projecte termonuclear internacional ITER va veure el llançament del T-15MD mitjançant un enllaç de vídeo. El conseller delegat Bernard Bigot va agrair al govern rus la gran ajuda de la nostra unitat ITER. La indústria russa, al seu torn, va rebre agraïment per l’alta qualitat de les tecnologies implementades en el projecte comú.
Després d’una profunda modernització
La instal·lació de confinament magnètic de plasma toroïdal T-15 es va construir a l’institut Kurchatov a finals dels anys vuitanta. En la seva fabricació, es van utilitzar els dissenys existents del reactor T-10M. Des del 1988 s’han dut a terme diversos experiments de confinament de plasma a la nova instal·lació T-15. En aquell moment, la instal·lació soviètica era una de les més grans i poderoses del món.
Malgrat totes les dificultats d’aquest període, es van dur a terme investigacions periòdiques fins a mitjan anys noranta. El 1996-98. la mega-unitat T-15 ha sofert la primera modernització. Es va finalitzar el disseny del reactor i també es va ajustar el programa de futures investigacions. Ara estava previst que la instal·lació s’utilitzés per provar solucions i idees proposades per implementar-les en el projecte internacional ITER.
El 2012, el reactor T-15 es va donar de baixa temporalment en relació amb els plans per a una profunda modernització. Com a part d’aquest projecte, el tokamak havia de rebre un nou sistema electromagnètic, una nova cambra de buit, etc. Un nou sistema de subministrament d’energia hauria de satisfer l’augment de les necessitats d’energia. De fet, es tractava d’una reestructuració radical de la instal·lació existent amb la substitució de tots els sistemes clau.
La principal modernització del reactor del projecte T-15MD es va acabar l'any passat, després del qual es van iniciar els treballs de posada en servei. Recentment, el procés d’actualització s’ha completat amb èxit i s’ha dut a terme un llançament físic. Al mateix temps, el procés de desenvolupament de la base científica i tècnica no s’atura. A l'abril es va saber que el 2021-24. el tokamak existent es complementarà amb nous sistemes per a diversos propòsits.
Aquestes mesures ajudaran a donar forma a l’aspecte final de la mega-instal·lació T-15MD i obtindran totes les capacitats necessàries. El 2024 es durà a terme una posada en servei completa, que permetrà realitzar tots els experiments necessaris.
Nous principis
En el curs de la modernització, el reactor T-15MD va rebre diversos sistemes nous, però la seva arquitectura general i els seus principis de funcionament no van experimentar canvis fonamentals. Com abans, el tokamak ha de crear i mantenir un filament de plasma mitjançant un camp magnètic. El reactor forma un filament amb una relació d’aspecte de 2, 2 i un corrent de plasma de 2 MA en un camp magnètic de 2 T. Durada de funcionament continu - fins a 30 s.
Modernització 2021-24 tindrà lloc en dues etapes. Com a part del primer, s’instal·laran tres injectors d’àtoms ràpids amb una potència total de 6 MW i cinc girotons de 5 MW al T-15MD. A continuació, s’introduirà un sistema de calefacció híbrida inferior i de manteniment del corrent de plasma, així com un sistema de calefacció iònic-ciclotró amb una capacitat de 4 i 6 MW, respectivament.
Com a resultat de la modernització, el reactor es va convertir en híbrid. En compartiments especials dels anomenats. es proposa que la manta col·loqui combustible nuclear: s'utilitza el tori-232. Durant el funcionament del reactor, el combustible ha de retardar el flux de neutrons d’alta energia que emet el cable. En aquest cas, el tori-232 es transmuta en urani-233.
L'isòtop resultant es pot utilitzar com a combustible per a les centrals nuclears. En aquest paper, no és inferior a l’urani-235 tradicional, però es compara favorablement amb una vida mitjana més curta de residus. Altres avantatges s’associen al fet que el tori és més abundant a l’escorça terrestre i és significativament més barat que l’urani.
En teoria, un tokamak híbrid també es pot utilitzar per transmutar residus d’alt nivell. L'urani-238 o altres components del combustible nuclear gastat es poden convertir en altres isòtops, incl. per a la producció de nous conjunts de combustible. Un altre cas d’ús d’una planta híbrida és construir una central elèctrica. En aquest cas, ha de circular un refrigerant per la manta, cosa que assegura la transferència d’energia al generador.
Per tant, l’aspecte desenvolupat i implementat del reactor híbrid permet resoldre diversos problemes alhora. Es pot utilitzar per a la generació d'energia, així com per a l'alliberament de combustible nuclear o el tractament de residus. Els científics han de confirmar la realitat d’aquest funcionament del reactor, així com determinar el seu rendiment real, incl. econòmic.
Objectius i perspectives
Les principals solucions de disseny del tokamak i els principis del seu funcionament estan ben estudiats i treballats. Això permet dissenyar nous reactors més eficients, així com realitzar experiments amb l'objectiu d'obtenir resultats tècnics, energètics i econòmics reals. Aquestes són les tasques que es poden resoldre amb l'ajut de la modernitzada megainstal·lació híbrida T-15MD.
La posada en marxa física del nou reactor s’ha produït, però el seu funcionament complet i a gran escala només serà possible el 2024, quan es completi la fabricació i instal·lació de nous sistemes. Això significa que a mitjan dècada hi haurà experiments que proporcionaran la informació necessària. Permetrà determinar les formes més rendibles de desenvolupar tota la direcció, i no només en el marc de la ciència russa, sinó també en el programa internacional ITER.
Per tant, els nostres científics reben l’equipament científic més modern i, amb ell, l’oportunitat de continuar experimentant audaços amb una mirada cap al futur. És molt possible que aquesta vegada les noves investigacions acabin amb els resultats desitjats, gràcies als quals la humanitat rebrà una font d’energia fonamentalment nova i Rússia tornarà a mostrar el màxim potencial de la seva ciència.
