В Политехе моделируют пристеночную плазму для термоядерного реактора

В Сен-Поль-ле-Дюранс на юге Франции состоялась первое за четыре года (после объявления пандемии COVID-19) очное совещание совета ITER — научной группы, работающей над созданием крупнейшего в мире экспериментального термоядерного реактора (International Thermonuclear Experimental Reactor).

На встречу был приглашён руководитель направления «Физика плазмы» Физико-механического института СПбПУ Владимир Рожанский, который с 2018 года состоит в научной группе ITER. Вместе с профессором на строительной площадке во французском исследовательском центре «Кадараш» побывала аспирантка ФизМеха СПбПУ Анастасия Полетаева. Тема её кандидатской диссертации связана с моделированием пристеночной плазмы — задачей, которую предстоит решить в ближайшее время для успешного завершения cборки термоядерного реактора. После этого учёные рассчитывают получить первую плазму и экспериментально доказать возможность использования управляемой энергии термоядерного синтеза в промышленных масштабах.

Термоядерный синтез — это процесс, который приводит в действие Солнце и звёзды: при слиянии лёгких атомных ядер с образованием более тяжёлых выделяется большое количество энергии. Реактор во Франции строят на основе созданного в Советском Союзе устройства токамак — тороидальной камеры с магнитными катушками. В токамаке находится плазма — вещество в четвёртом состоянии, когда электроны оторваны от ионов при температуре больше 100 миллионов градусов. Миссия ITER состоит в том, чтобы продемонстрировать возможность организации самоподдерживающей реакции синтеза, то есть тот факт, что энергии, которая будет выделяться в результате реакции, должно хватать и на обслуживание потребностей человечества, и на поддержание температуры для дальнейшего нагрева плазмы.

«Сейчас ITER готов на 80 процентов, — рассказал Владимир Рожанский. — Одна из главных проблем, которые остались, состоит в том, что раскалённая плазма будет взаимодействовать с материальными стенками токамака. Там, где она попадает на стенки, температура меньше 100 миллионов градусов, где-то 10 тысяч, но всё равно стенка выдерживает с трудом эти потоки энергии. Предложено несколько способов, как изолировать стенку от горячей плазмы. Один из них — инжекция примесей в плазму, которые переизлучают падающую энергию и облегчают тепловые нагрузки на стенку. На недавнем совещании ITER наша группа в Политехе получила задание создать модель пристеночной плазмы в той области, которая контактирует со стенкой, — диверторе и первой стенке. Мы должны представить свои разработки в мае 2024 года. Фактически на основе нашего моделирования руководство ITER примет решение о том, какие режимы работы будут в реакторе и какой материал выберут для поверхности первой стенки».

Click to rate this post!
[Total: 0 Average: 0]

Прочтите также:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *