Оглавление

ИТЭР

История и цели проекта ITER
- ITER (Международный экспериментальный термоядерный реактор) — международный научно-исследовательский и инженерный проект в области ядерного синтеза.
- Цель проекта — получение энергии с помощью термоядерного синтеза, аналогичного солнечному.
- Проект финансируется и управляется семью странами: Китаем, ЕС, Индией, Японией, Россией, Южной Кореей и США.
Технические характеристики и финансирование
- ITER будет использовать более 300 МВт электроэнергии для нагрева плазмы, выделяя 500 МВт тепла.
- Проект финансируется из бюджета от 18 до 22 миллиардов евро, что делает его самым дорогим научным экспериментом всех времен.
- Строительство началось в 2013 году, сборка токамака началась в 2020 году.
Преимущества термоядерного синтеза
- Термоядерный синтез использует подход, отличный от традиционной ядерной энергетики.
- Топлива относительно много, или оно может быть получено в термоядерном реакторе.
- Термоядерный реактор практически не производит выбросов CO2 и загрязняющих веществ.
Цели и достижения
- ITER стремится достичь значения добротности, равного 10, что является значительным достижением.
- Проект не будет производить электроэнергию, но будет тестировать технологии для будущих термоядерных электростанций.
- ITER планирует достичь состояния “горящей плазмы”, что является важным шагом в развитии термоядерной энергетики.
История организации
- Первоначальное международное сотрудничество началось в 1978 году с проекта ИНТОР.
- Проект застопорился до 1985 года, когда Михаил Горбачев возродил интерес к совместному термоядерному проекту.
Истоки проекта ИТЭР
- Проект ИТЭР начался благодаря усилиям физиков Элвина Тривелпишеса и Евгения Велихова.
- Тривелпис и Велихов предложили идею строительства демонстрационного термоядерного реактора.
Политическая поддержка и бюрократические препятствия
- В США проект столкнулся с бюрократическими препятствиями и критикой со стороны администрации Рейгана.
- Совет национальной безопасности США поддержал проект, что привело к его продвижению.
Международное сотрудничество
- В 1986 году был создан “Четырехсторонний инициативный комитет” для наблюдения за проектом.
- В 1987 году проект получил название “Международный термоядерный экспериментальный реактор” (ИТЭР).
Этапы проектирования и строительства
- В 2001 году был утвержден детальный проект, а в 2006 году началась проверка проекта.
- В 2005 году было объявлено, что ИТЭР будет построен во Франции на полигоне Кадараш.
Расширение партнерства и текущие события
- В 2016 году Австралия стала первым партнером, не являющимся членом организации.
- В 2020 году Канада подписала соглашение о сотрудничестве.
- В июле 2020 года начался этап сборки проекта.
Цели и задачи проекта
- Миссия ИТЭР — продемонстрировать возможность использования термоядерной энергетики.
- Проект направлен на создание термоядерной плазмы, разработку технологий и проверку концепций.
Текущие достижения и планы
- Подготовка к получению первой плазмы завершена почти на 85%.
- Полный запуск плазмы запланирован на 2034 год, начало работы с дейтерий-дейтериевой плазмой — на 2035 год, дейтерий-тритиевой плазмой — на 2039 год.
История и цели проекта ITER
- Проект ITER начался в 1988 году и направлен на создание крупнейшего в мире эксперимента по физике плазмы с магнитным удержанием.
- В 1985 году Михаил Горбачев предложил Рональду Рейгану совместно построить токамак для ЭПР.
- В 2007 году был заложен фундамент, а строительство началось в 2013 году.
Текущие этапы строительства
- В 2020 году началась сборка оборудования, а в 2024 году планируется начало производства плазмы.
- В 2033 году планируется начало выработки энергии из магнитов.
- Стоимость ремонта некоторых деталей оценивается в 5 миллиардов евро.
Технические аспекты термоядерного синтеза
- Термоядерный синтез использует дейтерий и тритий для получения энергии.
- Высокие температуры и магнитное удержание позволяют сблизить ядра для реакции.
- Плазма нагревается до 150 миллионов кельвинов для достижения оптимальных скоростей реакции.
Конструкция и материалы
- Вакуумный сосуд является центральной частью установки, его вес составляет 5116 тонн.
- Основной корпус имеет двойные стенки и ребра жесткости для усиления конструкции.
- Внутренние поверхности сосуда служат интерфейсом с модулями-размножителями.
Одеяло для разведения
- ITER использует дейтерий-тритиевое топливо, тритий встречается редко и радиоактивен.
- Селекционный материал в отверстиях вакуумного сосуда служит для проверки получения трития.
- Литий-6 и литий-7 используются для различных реакций, образующих тритий.
Концепции создания маточного слоя
- Методы литиевого свинца с гелиевым охлаждением (HCLL)
- Гальванический слой с гелиевым охлаждением (HCPB)
- Литиевый свинец с водяным охлаждением (WCLL)
Магнитная система
- Крупнейшая сверхпроводящая магнитная система
- Центральный электромагнитный магнит высотой 18 метров
- Тороидальные катушки возбуждения с пиковой напряженностью поля 11,8 тесла
- Полоидальные магниты и корректирующие катушки с пониженным полем
Дополнительное отопление
- Инжекторы нейтрального пучка нагрева (HNB)
- Система ионно-циклотронного резонансного нагрева (ICRH)
- Система электронного циклотронно-резонансного нагрева (ECRH)
Криостат
- Конструкция из нержавеющей стали весом 3850 тонн
- Обеспечивает сверххолодную вакуумную среду
- Завершение поставки и монтажа модуля в 2020 году
Отклоняющий механизм
- Дивертор из вольфрама для удаления отходов и примесей
- Состоит из 54 кассет, каждая весом 8 тонн
- Испытания на испытательном стенде ITER Divertor в России
Системы охлаждения
- Первичный контур водяного охлаждения
- Вторичный контур охлаждения с градирней и резервуарами
- Система с жидким азотом и гелием
Местоположение
- Выбор между Кадарашем и Ванделлосом
- Окончательное решение в пользу Кадараша в 2005 году
- Агентство ЕС Fusion for Energy в Барселоне
Участники
- Соглашение подписали семь стран: Китай, ЕС, Индия, Япония, Россия, Южная Корея, США
- Великобритания вышла из проекта в 2023 году
- Швейцария, Австралия, Казахстан, Таиланд и Канада участвуют в проекте
Контроль и управление
- Совет ИТЭР контролирует работу проекта, назначает старших сотрудников и принимает решения по бюджетным вопросам.
- Нынешний председатель Совета ИТЭР — Вон Намкунг, и.о. генерального директора — Эйсуке Тада.
Участники проекта
- Швейцария, Великобритания, Китай, Индия, Япония, Россия, Южная Корея, США и другие страны участвуют в проекте.
- Австралия, Канада, Казахстан и Таиланд также участвуют через свои национальные агентства.
Национальные агентства
- Каждый участник создал национальное агентство для выполнения обязательств по взносам и закупкам.
- Агентства нанимают персонал, имеют бюджет и контролируют промышленные контракты.
ИТЭР ЕС
- Соглашение подписано Евратомом, представляющим ЕС.
- F4E отвечает за разработку и производство компонентов, таких как вакуумный сосуд и магниты.
ИТЭР Китай
- Вклад Китая регулируется CNDA.
- Китай работает над компонентами, такими как корректирующая катушка и магнитные опоры.
ИТЭР, Индия
- Проект осуществляется Индийским институтом исследований плазмы.
- Включает криостат, защиту внутри корпуса и системы охлаждения.
ИТЭР, Япония
- Национальный институт квантовых и радиологических наук и технологий Японии (QST) отвечает за проектирование и производство компонентов.
ИТЭР Корея
- Основана в 2007 году при Корейском национальном институте термоядерных исследований.
- Отвечает за закупку компонентов, таких как общий защитный блок и система хранения трития.
ИТЭР в России
- Россия поставляет высокотехнологичное оборудование и базовые реакторные системы.
- Отвечает за производство 179 панелей первой стены и проведение тепловых испытаний.
ИТЭР США
- Американский ИТЭР управляется Национальной лабораторией Ок-Риджа.
- Отвечает за разработку и производство компонентов, включая систему охлаждения и диагностики.
Финансирование
- Стоимость проекта оценивается в 22 миллиарда евро.
- Распределение взносов: 45,4% — ЕС, 9,1% — другие страны.
- 90% взносов предоставляются в натуральной форме.
Производство
- Конструкция токамака ITER напоминает сборку “гигантской трехмерной головоломки”.
- Более 2800 контрактов на проектирование и производство подписано с момента запуска проекта.
Общий монтаж установки токамак
- Контракт на 174 миллиона евро с Momentum, Assystem и Kepco
- Контракт на 530 миллионов евро с европейским консорциумом ENGIE и Exyte
- Контракт на 200 миллионов евро с Dynamic, включающим Ansaldo Energia, ENGIE и SIMIC
- Контракт на логистику для ITER на сумму более 100 миллионов евро с Daher
Американские и китайские контракты
- Контракты с General Atomics на разработку и производство центрального соленоидного магнита
- Контракт с China Nuclear Power Engineering Corporation на сборку оборудования
Российские и индийские контракты
- Контракт на магнитные и вакуумные инжекционные системы с Россией
- Контракт на криостат с Larsen & Toubro и системы водяного охлаждения
- Контракт на криолинии с InoxCVA
Японские и корейские контракты
- Контракты на катушки тороидального возбуждения с Toshiba и Mitsubishi
- Контракт на вакуумный резервуар с Hyundai Heavy Industries
Задержки и новые графики
- Задержки в достижении цели по созданию плазмы к 2025 году
- Новый график предусматривает получение первой плазмы в середине 2030-х годов
Критика проекта
- Экологические и климатические аспекты
- Экономические и технические проблемы
- Запасы трития и их использование
Ответы на критику
- Безопасность и радиоактивные отходы
- Запасы топлива и их переработка
- Сравнение с ядерными реакторами
Экономические и научные аспекты
- Инвестиции в научные исследования
- Влияние на экономику ЕС
- Параллельные исследования в других методах производства электроэнергии
Исследовательская программа
- Усовершенствование токамаков
- Улучшение удержания энергии и давления
- Разработка современных конструкционных материалов
Экологические и энергетические аспекты
- Потенциальные замены ископаемому топливу
- Преимущества термоядерной энергетики
- Безопасность проекта регулируется правилами ядерной энергетики Франции и ЕС
Безопасность проекта ITER
- В 2011 году ASN вынесло положительное заключение по безопасности проекта.
- Общественность могла направлять запросы на информацию о безопасности.
- В случае утечки радиоактивность не превысит 1/1000 естественного фона, эвакуация не потребуется.
- Установка включает стресс-тесты для подтверждения эффективности барьеров.
- Здание реактора построено на сейсмостойких колоннах, комплекс расположен на высоте 300 м над уровнем моря.
- Учтены редкие события, такие как наводнения и землетрясения.
Экономическое влияние
- С 2008 по 2017 год проект создал 34 000 рабочих мест в ЕС.
- В период 2018-2030 годов ожидается создание 74 000 рабочих мест и 15,9 млрд евро валовой стоимости.
Предшественники и аналогичные проекты
- Предшественники: JET, Tore Supra, MAST, SST-1, EAST, KSTAR.
- Другие термоядерные реакторы: NIF, W7X, T-15MD, STEP, SPARC, SST-2, CFETR, ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ, K-ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ.
Дополнительные ресурсы
- Портал ядерных технологий, энергетический портал, научный портал, портал Франции.
- Демонстрационная электростанция: общий термин для будущих термоядерных реакторов.
- Экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST) в Китае.
- Wendelstein 7-X в Германии для оценки компонентов будущих термоядерных электростанций.
Дополнительная информация
- Книги и статьи о проекте ITER.
- Видео “ITER Talks (1): Введение в ITER” на YouTube.
- Соглашение о более широком подходе с Японией в 2005 году.
- Дорожная карта к реализации термоядерной энергии.

ИТЭР

ИТЭР

История и цели проекта ITER

Технические характеристики и финансирование

Преимущества термоядерного синтеза

Цели и достижения

История организации

Истоки проекта ИТЭР

Политическая поддержка и бюрократические препятствия

Международное сотрудничество

Этапы проектирования и строительства

Расширение партнерства и текущие события

Цели и задачи проекта

Текущие достижения и планы

История и цели проекта ITER

Текущие этапы строительства

Технические аспекты термоядерного синтеза

Конструкция и материалы

Одеяло для разведения

Концепции создания маточного слоя

Магнитная система

Дополнительное отопление

Криостат

Отклоняющий механизм

Системы охлаждения

Местоположение

Участники

Контроль и управление

Участники проекта

Национальные агентства

ИТЭР ЕС

ИТЭР Китай

ИТЭР, Индия

ИТЭР, Япония

ИТЭР Корея

ИТЭР в России

ИТЭР США

Финансирование

Производство

Общий монтаж установки токамак

Американские и китайские контракты

Российские и индийские контракты

Японские и корейские контракты

Задержки и новые графики

Критика проекта

Ответы на критику

Экономические и научные аспекты

Исследовательская программа

Экологические и энергетические аспекты

Безопасность проекта ITER

Экономическое влияние

Предшественники и аналогичные проекты

Дополнительные ресурсы

Дополнительная информация

Полный текст статьи:

ИТЭР

Похожие статьи:

Оставьте комментарий Отменить ответ