Новый британский термоядерный эксперимент MAST Upgrade в Калхэме, Оксфордшир, получит финансирование для решения одной из самых острых проблем в исследованиях термоядерной энергии - выхлопа плазмы.

Управление по атомной энергии Великобритании собирает MAST Upgrade в Калхемском научном центре, и устройство находится в течение нескольких месяцев после начала эксплуатации. Усовершенствования системы выхлопа плазмы на сумму 21 миллион фунтов стерлингов будут поэтапно реализованы в период с настоящего момента до 2022 года. Финансирование будет осуществляться совместно Европейским исследовательским консорциумом по термоядерным реакциям EUROfusion и Британским советом по исследованиям в области инженерных и физических наук.

Управляемый выброс энергии и частиц из горячей термоядерной плазмы через «диверторную» зону реактора, возможно, является самой большой проблемой, стоящей перед будущей термоядерной электростанцией, использующей конструкцию токамака. Экстремальные энергетические нагрузки (> 10 мегаватт на квадратный метр - выше, чем у космического корабля, возвращающегося в атмосферу Земли) в обычном диверторе потребуют регулярной замены компонентов реактора и отрицательно скажутся на экономике и стоимости электроэнергии. Таким образом, физика дивертора и выхлопных газов является основной частью работы EUROfusion по проектированию реакторов в рамках ее дорожной карты ЕС по реализации термоядерной энергии.

Гибкая конструкция дивертора MAST Upgrade уже сосредоточена на изучении ряда конфигураций, которые могут решить эту проблему. К ним относится новый дивертор Super X, предназначенный для охлаждения частиц, направляя их по более длинному пути выхода из плазмы.

Финансирование выхлопа плазмы даст MAST Upgrade непревзойденные возможности в ближайшие годы за счет: увеличения мощности нагрева плазмы токамака; установка криоустановки для дивертора; совершенствование плазменных топливных систем; обновление аппаратного и программного обеспечения для управления плазмой; и добавление дополнительного диагностического оборудования для измерения параметров выхлопа плазмы.

Эти обновления позволят ученым, работающим в области термоядерного синтеза, улучшить свое понимание физики выхлопа плазмы и улучшить прогнозное моделирование этой проблемы для прототипа термоядерной силовой установки DEMO.

Руководитель отдела модернизации MAST Эндрю Кирк, отвечавший за составление заявки на финансирование, сказал:

MAST Upgrade обеспечивает уникальную гибкость испытательного стенда для изучения физики выхлопа плазмы во всех конфигурациях дивертора. Это дополнительное финансирование еще больше расширит наши возможности, что позволит MAST Upgrade оценить альтернативные диверторы для использования на первых термоядерных электростанциях.

Мартин Кокс, спонсор проекта MAST Upgrade, также признал более широкую выгоду:

Я рад, что мы получили такую сильную поддержку EUROfusion для MAST Upgrade, несмотря на волнения, вызванные Brexit. Это показывает огромную уверенность в наших объектах и людях и демонстрирует, что мы должны сыграть очень важную роль в будущей европейской программе термоядерного синтеза.

Заканчивается

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, свяжитесь с Ником Холлоуэем, медиа-менеджером UKAEA, по телефону 01235 466232 или по электронной почте nick.holloway@ukaea.uk

Примечания для редакторов

Энергия термоядерного синтеза Цель исследования термоядерного синтеза - скопировать процесс, приводящий в действие Солнце, для создания нового крупномасштабного источника чистой энергии здесь, на Земле. Когда легкие атомные ядра сливаются вместе, образуя более тяжелые, выделяется большое количество энергии. Для этого топливо нагревается до экстремальных температур, в десять раз горячее, чем центр Солнца, образуя плазму, в которой происходят реакции термоядерного синтеза. Коммерческая электростанция будет использовать энергию, произведенную в результате термоядерных реакций, для выработки электроэнергии.

Термоядерный синтез имеет огромный потенциал в качестве долгосрочного источника энергии, который является экологически ответственным (без выбросов углерода) и по своей сути безопасным, с обильными и широко распространенными топливными ресурсами (сырье находится в морской воде и земной коре).

Исследователи из Калхэма разрабатывают термоядерный реактор, известный как «токамак» - магнитную камеру, в которой плазма нагревается и контролируется. Исследования сосредоточены на подготовке к международному эксперименту на токамаке ИТЭР, который сейчас строится на юге Франции. ИТЭР, запуск которого запланирован на 2025 год, призван показать, что термоядерный синтез может работать в масштабе силовой установки, и в случае успеха должен привести к тому, что к 2050 году электричество из термоядерного синтеза будет в сети.

Исследования термоядерного синтеза в Калхэме финансируются Исследовательским советом по инженерным и физическим наукам и Европейским союзом в соответствии с соглашением о Евратоме.

Управление по атомной энергии Соединенного Королевства Управление по атомной энергии Соединенного Королевства (UKAEA) проводит исследования в области термоядерной энергии от имени правительства Соединенного Королевства в Научном центре Калхэма.

Лаборатория термоядерного синтеза UKAEA Culham Center for Fusion Energy курирует британскую программу термоядерного синтеза, которую вскоре возглавит новый эксперимент MAST Upgrade. Здесь также находится крупнейший в мире центр исследований термоядерного синтеза JET (Joint European Torus), которым он управляет для европейских ученых по контракту с Европейской комиссией.

Дополнительная информация: Проект обновления MAST

EUROfusion Консорциум EUROfusion состоит из тридцати членов, представляющих 26 стран-членов Европейского Союза, а также Швейцарию и Украину. Кроме того, около 100 третьих сторон участвуют в исследовательской деятельности через членов консорциума. EUROfusion сотрудничает в области ИТЭР с Fusion for Energy (Испания) и активно поддерживает Международную организацию ИТЭР (Франция).

EUROfusion финансирует исследования в области термоядерного синтеза в соответствии со своей дорожной картой по реализации термоядерной энергии. В дорожной карте намечен наиболее эффективный способ реализовать термоядерный синтез к 2050 году.

Дополнительная информация: Eurofusion