Разработана технологическая схема тритиевого цикла для термоядерного реактора

22 Июля 2021

     Отделением специальных неядерных материалов и изотопной продукции АО "ВНИИНМ" (входит в состав Топливной компании Росатома "ТВЭЛ") разработана базовая версия технологического тритиевого цикла для экспериментальной установки - модифицированного токамака с сильным полем (ТСП). Разработка была осуществлена совместно со специалистами АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ". Работы проводились в рамках реализации федерального проекта "Разработка технологий управляемого термоядерного синтеза и инновационных плазменных технологий" комплексной программы "Развитие техники, технологий и научных исследований в области использования атомной энергии на период до 2024 года" (РТТН).
     
     "Одной из критически важных систем инфраструктуры термоядерного реактора является технологический тритиевый цикл. Использование топливных смесей дейтерий-дейтерий в экспериментах приводит к наработке трития. Требуется очищать отработанную плазму от трития, чтобы обеспечить работоспособность экспериментальной установки модифицированного ТСП. Эту задачу и решает технологический тритиевый цикл", - рассказал об особенностях проекта начальник лаборатории отделения физики токамаков-реакторов АО "ГНЦ РФ ТРИНИТИ" Николай Родионов.
     
     В рамках выполненной работы была разработана базовая технологическая схема тритиевого цикла с описанием основных стадий и используемого оборудования, а также проведен подтверждающий расчет параметров процессов. В состав цикла входят все стадии использования трития, начиная с хранения и заканчивая переработкой и концентрированием тритий-содержащих отходов. Также представлены системы по изотопному анализу газовых смесей, контролю за тритием и очистки воздуха рабочего помещения.
     
     АО "ВНИИНМ" активно выполняет исследования и разработки в области термоядерной энергетики, однако работы по созданию тритиевого цикла не проводились с начала 90-х годов. По всему миру насчитывается несколько десятков экспериментальных термоядерных установок. Однако только на установках JET (Великобритания) и TFTR (США) проводились испытания с применением дейтерий-тритиевой плазмы. Все остальные эксперименты проводились с использованием стабильных изотопов водорода. Данный факт иллюстрирует всю сложность разработки и запуска токамака с применением трития.
     
     На сегодняшний день только использование в качестве топлива дейтерий-тритиевой смеси позволяет рассчитывать на достижение режима термоядерного горения, необходимого для создания термоядерной энергетики будущего. Кроме того, эксперименты с тритий-содержащей смесью изотопов водорода позволяют верифицировать технологические и экономические параметры будущих термоядерных установок. Поэтому работы по созданию тритиевого технологического цикла крайне важны для проводимых исследований в области термоядерного синтеза как в России, так и в мире.
     

     "В ближайшее время планируется продолжение работ, которые будут состоять в разработке эскизного проекта, а к 2024 году - полной проектной документации тритиевого комплекса. Это потребует постадийной проверки всех разрабатываемых узлов. Ввиду того, что на установке будет храниться и использоваться значительное по сравнению с исследовательскими объемами количество трития, каждая стадия должна гарантировать безопасность эксплуатации. И уже к 2030 году все сделанные разработки должны воплотиться в промышленный тритиевый цикл реального токамака", - подчеркнул начальник отдела разработки технологии и оборудования для получения изотопов и изотопной продукции АО "ВНИИНМ" Александр Аникин.
     
     
     Источник:
     http://www.rosatom.ru