{{news.content}}
{{news.date}}
{{news.section.name}}
Смотрите также
В новосибирской журналистике уже сложился особый жанр «Новосибирские учёные разработали...». Наверное, по-другому нельзя в крупнейшем научном центре России. Тем временем как-то в тени осталось то, что наши ядерщики участвуют в международном проекте, который может действительно изменить жизнь человечества. Термоядерный реактор ИТЭР — «искусственное Солнце»: безопасный неисчерпаемый источник дешёвой энергии.
Чистая комната
Огромный корпус. Высота зала — семь метров, как двухэтажный дом. Люк в потолке. Сюда будут загружать элементы, потом мыть и собирать 48-тонные конструкции.
Несколько помещений разделены автоматическими воротами и больше похожи не на цеха, а на огромный операционный блок для великанов — такие здесь чистые белые стены и пол. Заходить сюда можно только в специальных комбинезонах.
Особые санитарные меры — ещё задолго до коронавируса. Здесь это требование технологии. В цехе сейчас готовятся собирать устройства для термоядерного реактора — порт-плаги. Это большие камеры, которые будут примыкать к его активной зоне. В них установят диагностическое оборудование для исследования различных процессов внутри реактора.
Порт-плаги должны остановить поток нейтронов, чтобы он не воздействовал на технику и людей, которые будут рядом. Даже микроскопическая пылинка на детали может помешать диагностической системе правильно работать либо попасть в горячую зону и загрязнить плазму.
Учёные Института ядерной физики СО РАН разработали способ остановить поток нейтронов и соответственно саму конструкцию порт-плагов.
Защитные кубики
Специалистам Института ядерной физики нужно было выбрать оптимальный способ защиты от потока нейтронов. Рассматривали способ создания стальной конструкции.
«Мы могли бы создать надёжную защиту, чередуя слои нержавеющей стали и воды. Это отвечало бы нашим требованиям по уменьшению нейтронного потока, но, к сожалению, этот вариант был бы далеко за пределами ограничения по весу. Вес порт-плага превышал бы 48 тонн», — рассказал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Максим Иванцивский.
В итоге многолетних расчётов пришли к другому решению — выбрали материал: керамику на основе карбида бора. Её используют в бронежилетах. Она почти в три раза легче стали, при этом хорошо поглощает нейтроны.
Керамику сделали в виде кирпичиков с отверстиями — из таких элементов удобнее собирать защиту.
После того, как применение этого материала было согласовано ИТЭРом, появилась возможность начать производство защиты для порт-плагов. Керамику с карбидом бора будут делать в России. Сборкой кубиков в кассеты и созданием самих защитных конструкций займётся Институт ядерной физики.
«Институт ядерной физики, кроме решения научных задач, также имеет мощное производство, позволяющее создавать и тестировать сложнейшее научное оборудование», — отметил старший научный сотрудник этого учреждения Андрей Шошин.
Первый порт-плаг из Новосибирска должны смонтировать на ИТЭРе в 2025 году.
«Искусственное Солнце» в коробке
В основе работы термоядерного реактора — те же процессы, что и на Солнце. Ядра водорода сталкиваются, в результате образуется гелий и выделяется огромное количество энергии.
Вот только создать условия для такой реакции сложно: нужны высочайшие температуры. То есть газ, который будет вступать в реакцию, нужно нагреть до состояния плазмы. Эту плазму необходимо концентрировать в одном месте. К тому же тепло в сотни миллионов градусов не выдержит ни один материал.
Некоторые решения проблемы предложил физик Олег Лаврентьев. Над ней работали академики Андрей Сахаров и Игорь Тамм.
В итоге появилась идея: «искусственное Солнце» можно создать в токамаке — огромном полом бублике, внутри которого — вакуум и мощное магнитное поле. Оно сконцентрирует и удержит плазму далеко от стенок реактора.
Плюсы такого реактора — большое количество выделяемой энергии и безотходность. К тому же катастрофа, подобная Чернобыльской, невозможна: внеплановая остановка системы или её некорректная работа приведёт к простой остановке реакции в токамаке.
Главный минус — техническая сложность проекта.
Фото: Ростислав Нетисов, nsknews.info
Сейчас в рамках проекта ИТЭР «зажечь Солнце» в коробке пытаются специалисты из России, США, Франции, Индии, Японии, Южной Кореи и ещё ряда стран.
«Наше участие в этих проектах — это продвижение самого переднего края мировой науки вперёд. Именно это даёт нам уникальные компетенции, уникальные технологии и новые возможности», — отметил директор Института ядерной физики СО РАН Павел Логачёв.
ИТЭР — это экспериментальная установка. На ней будут отрабатывать технологии для управления реакторами будущего. Перспективы — совершенно новая, безвредная для природы энергетика, отказ от «грязных» способов согреться и осветить улицы и дома. Настоящая база технической революции.
