Термоядерный синтез – неиссякаемый источник энергии будущего

Жизнь здесь кипит

Насколько безопасно находиться на территории бывшего полигона и как физики-ядерщики учатся управлять термоядерным синтезом, показали и рассказали журналистам в Национальном ядерном центре РК.

Комплексное радиоэкологичес­кое изучение Семипалатинского испытательного полигона было начато учеными Национального ядерного центра РК еще в 2008 году. Полностью работы завершились в 2021-м – в год 30-летия Независимости Казахстана. За это время обследовано более 18 тыс. квадратных километров, выполнены десятки тысяч лабораторных анализов, проведена оценка радиационного состоя­ния почвы, воды, воздуха, рас­тительного и животного мира. И самое главное – определены пути приведения в общее безо­пасное состояние земель для дальнейшего их использования в хозяйственном обороте страны.

В результате множества отборов проб и экспериментов получен огромный объем информации относительно радиа­ционной обстановки на территории бывшего полигона. Самое главное – выявлены все значимые участки радиоактивного загрязнения, выяснены основные пути и механизмы текущего и потенциального распространения радиоактивных веществ.

– Проведенные в рамках комп­лексного экологического обследования территории Семипалатинского испытательного полигона работы позволили с высокой степенью надежности понять его современное радио­экологическое состояние, оценить воздействие испытаний ядерного оружия на объекты окружающей среды – почвенный покров, атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, растительный и животный мир, рассчитать дозы облучения, которые может получить человек, проживая на обследуемой территории, – говорит директор филиала Института радиационной безопасности НЯЦ РК Асан Айдарханов.

Одно из самых загрязненных мест на территории полигона, так называемое Опытное поле, начали изучать в 2010 году. Оно больше всего пестрит на карте «красными» зонами, и это не удивительно: военные провели здесь 30 наземных и 86 воздушных ядерных испытаний. Но если раньше данный участок был на карте сплошным красным пятном, то теперь маркировка здесь другая.

Наиболее загрязненные места на Опытном поле располагаются локально, иногда их диаметр составляет всего 40–50 метров. Пятна с особо высоким загрязнением специалисты НЯЦ уже рекультивировали – сняли верх­ний слой почвы, переработали, поместили в хранилища на долгое время. Все подходы к таким центрам сейчас перекрыты
системой заграждений.

– В целом в результате проведенного комплексного экологичес­кого обследования территории Семипалатинского испытательного полигона получен бесценный опыт, сформирована уникальная материально-методологическая база. Самое главное – полученные ответы позволяют прекратить слухи об опасности объекта, снизить уровень радиофобии, – считает Асан Айдарханов.

Чистый источник

Также журналистам рассказали о работе электрофизической установки токамак КТМ. С ее помощью физики-ядерщики учатся управлять термоядерным синтезом, а это неиссякаемый, экологически чистый источник энергии будущего.

В 2019 году был успешно проведен заключительный этап физического пуска установки КТМ. Ее ввели в эксплуатацию. Благодаря этому Казахстан вошел в клуб развитых в технологическом отношении стран, обладающих термоядерным исследовательским оборудованием подобного класса.

На установке КТМ достигнуты параметры плазмы, существенно превышающие параметры, полученные при физическом пуске. Создана уникальная плазменно-пучковая установка, при использовании которой проведены исследования воздействия плазмы на различные кандидатные материалы термоядерного машиностроения.

– Создание токамака КТМ стало результатом стратегического решения Правительства РК, направленного на поддержку международной программы по созданию экспериментального термоядерного реактора – ИТЭР – и развитие в стране современной науки и высоких технологий. В отличие от многих других токамаков в мире, основной задачей которых является изучение физики плазмы и проблем ее удержания, КТМ с самого начала проектировался как специализированная установка, предназначенная для испытаний материалов и конст­рукций первой стенки будущих реакторов термоядерного синтеза, – рассказал заместитель директора по термоядерным исследованиям филиала Инс­титута атомной энергии РГП НЯЦ РК Бауржан Чектыбаев.

По его словам, главный вклад КТМ в международную прог­рамму заключается в его способности моделировать экстремальные тепловые нагрузки на внутрикамерные устройства. Установка позволяет испытывать образцы материалов при тепловых потоках до
20 МВт⁄м², что соответствует не только штатным, но и аварийным режимам работы ИТЭР, таким как срыв плазмы.

Для этих целей токамак оснащен подвижным приемно-диверторным устройством, которое позволяет позиционировать и заменять тестовые образцы материалов без нарушения вакуума в основной камере. Эта возможность имеет решающее значение для ускорения процесса отбора и квалификации материалов для ИТЭР и будущих термоядерных электростанций.

Ученый отметил, что токамак КТМ является одной из крупнейших в мире установок подобного типа и самым большим сферичес­ким токамаком из дейст­вующих в настоящее время.

Сегодня на токамаке КТМ продолжаются работы по выводу установки на проектные параметры. Получены плазменные разряды с номинальным током плазмы с диверторной конфигурацией в так называемом режиме омического нагрева. Сейчас ученые проводят работу по запуску системы дополнительного нагрева плазмы на частоте ионно-циклотронного резонанса. После запуска данной системы КТМ будет выведен на рабочие операционные режимы работы, начнутся полномасштабные материаловедческие исследования и изучение особенностей поведения и удержания высокотемпературной плазмы.

В настоящее время основное направление исследований в НЯЦ РК связано с изучением материалов для термоядерных реакторов, при этом ключевая роль отводится казахстанскому материаловедческому токамаку КТМ. Данная установка обеспечит возможность проведения уникальных экспериментов по испытанию плазмо-обращенных материалов в условиях, максимально приближенных к реакторным.

В ходе пресс-тура было подчерк­нуто, что сегодня Национальный ядерный центр фактически обеспечивает научно-техническую поддержку подготовки к строительству АЭС в Казахстане. В этом направлении выполнен большой объем работ и исследований, в которых НЯЦ выступает одним из основных участников.

В ходе исследований определен оптимальный тип реакторной установки для строительства в условиях Казахстана, рассмотрены актуальные аспекты безопас­ности АЭС, проанализирована имеющаяся и необходимая
инфраструктура, рассмотрен вопрос обращения с радиоактивными отходами и отработанным ядерным топливом, возможные схемы строительства и управления проектом.