Остаточний варіант конструкції ядерного реактора синтезу ITER отримує схвалення
Інженери, які займаються розробкою конструкції найбільшого на сьогоднішній день ядерного реактора синтезу ITER, закінчили роботу над проектом однією з найбільш важливих і технічно складних систем реактора, "ковдри" покриття внутрішньої порожнини активної зони. Нагадаємо нашим читачам, що кінцевою метою проекту ITER є будівництво на півдні Франції першого у світі експериментального енергетичного реактора ядерного синтезу, який виробляє у багато разів більше енергії, ніж споживає. У разі успіху реалізації проекту, розроблені технології дають людям в руки практично невичерпне джерело енергії, який не виробляє вуглекислий газ і небезпечних радіоактивних відходів, які потребують поховання.
Загальна структура реактора ITER розроблено вже досить давно. Активна зона реактора має вигляд тороїда і являє собою класичний токамак, потужністю 500 МВт. Основною проблемою, яку вдалося вирішити інженерам, розробив конструкцію внутрішнього "ковдри", є проблема відбору величезної кількості енергії, що виділяється реакцією ядерного синтезу, що проходить в плазмі, розігрітій до температури 150 мільйонів градусів Цельсія.
Завершення розробки конструкції "ковдри" дозволить проекту ITER в цілому перейти до головного етапу будівництва самого реактора. Перші будівельні роботи на новому реакторі можуть початися вже в цьому році, а завершення будівництва, яке вінчається остаточної складанням "ковдри", намічено на травень 2021 року.
Реактор ITER у своїй роботі повторить всі процеси, які виробляють енергію на Сонці. Два ізотопи водню-дейтерій і тритій, нагріваються до надвисоких температур, перетворюючись у високотемпературну плазму. Потім на плазмовий шнур, що знаходиться в центрі активної зони реактора, що впливають найсильнішим магнітним полем, змушуючи цей шнур стискатися. Ядра двох ізотопів водню стикаються і з'єднуються в ядро більш важкого елемента, випускаючи при цьому нейтрон, що рухається з величезною швидкістю, який передає виділилася енергію у вигляді своєї кінетичної енергії, яку без праці можна перетворити в тепло.
Ковдра активної зони - це те, що захопить нейтрони і їх енергію. Конструкція ковдри буде складатися з 440 четырехтонных модулів повністю покривають внутрішню поверхню активної зони, площею 600 квадратних метрів. Перший шар покриття буде складатися з берилієвих плит, всередині яких виготовлені канали водяної системи охолодження. Берилій і вода сповільнять нейтрони, віднявши їх енергію, яка перетвориться в тепло, а після цього нейтрони будуть поглинені сталевий огороджувальної оболонкою.
Зовнішній берилієвий шар не буде цілісним, він буде складатися з безлічі "пальців", закріплених на загальній підставі, через яке буде текти вода системи охолодження. Тепло від цих пальців буде через ребра теплообмінника передаватися воді, яка перетвориться у пару, нагріту до 150 градусів. Модульна конструкція зовнішньої оболонки дозволить у разі необхідності проводити заміну окремих пальців, а не всього складного та дорогого модуля "ковдри".
Попередні проекти "ковдри" реактора ITER мали по два спеціальних конструкційних елемента, призначених для обмеження плазми. Такий підхід, на думку інженерів, не міг забезпечити потрібної гнучкості управління плазмовим шнуром. Тому в новій конструкції "ковдри" вся його поверхня буде виступати в ролі фізичної обмежувача плазми.
Крім усього іншого, конструкція "ковдри" повинна витримати високий потік потужності, що дорівнює 50 МВт на квадратний метр, вплив сил, що виникають із-за сильних магнітних полів і масу інших несприятливих впливів на елементи його модулів.