L'Institut Kurchatov a effectué le lancement physique d'un réacteur thermonucléaire hybride profondément modernisé T-15MD. Le dispositif expérimental est destiné à la recherche et au développement de technologies prometteuses, qui peuvent ensuite être utilisées dans des projets nationaux et internationaux.
Cérémonie solennelle
Le lancement de la méga-unité T-15MD, construite à l'"Institut Kurchatov" du CNRC, a eu lieu le 18 mai. Compte tenu de la grande importance de ce projet, le lancement a été effectué dans le cadre d'une cérémonie solennelle avec la participation du Premier ministre Mikhaïl Mishustin, du ministre de l'Éducation et des Sciences Valery Falkov et d'autres responsables. Les invités ont été chargés d'appuyer sur le bouton de démarrage symbolique.
Selon le Premier ministre, le réacteur T-15MD est la preuve du haut niveau technologique de notre pays. Son lancement a été un énorme événement non seulement pour la Russie, mais pour le monde entier. M. Mishustin a également noté que la création d'une nouvelle source d'énergie fiable et puissante contribuera au développement ultérieur de nombreuses industries.
Le président de l'Institut Kurchatov, Mikhail Kovalchuk, a déclaré que la science russe est capable de poursuivre les recherches sur l'énergie thermonucléaire. Cela nécessite la modernisation de la base de recherche et de production. Dans le passé, notre pays était en mesure de mettre en œuvre de tels projets sans aide étrangère, en produisant indépendamment tous les produits et composants nécessaires.
La direction du projet thermonucléaire international ITER a assisté au lancement du T-15MD par liaison vidéo. Le PDG Bernard Bigot a remercié le gouvernement russe pour l'aide précieuse de notre unité ITER. L'industrie russe, à son tour, a reçu de la gratitude pour la haute qualité des technologies mises en œuvre dans le projet commun.
Après une profonde modernisation
L'installation de confinement magnétique à plasma toroïdal T-15 a été construite à l'Institut Kurchatov à la fin des années 1980. Dans sa fabrication, les conceptions existantes du réacteur T-10M ont été utilisées. Depuis 1988, diverses expériences de confinement du plasma ont été menées sur la nouvelle installation T-15. À cette époque, l'installation soviétique était l'une des plus grandes et des plus puissantes au monde.
Malgré toutes les difficultés de cette période, des recherches régulières ont été menées jusqu'au milieu des années 90. En 1996-98. la méga-unité T-15 a subi la première modernisation. La conception du réacteur a été finalisée et le programme des futures recherches a également été ajusté. Désormais, l'installation devait être utilisée pour tester les solutions et les idées proposées pour la mise en œuvre dans le projet international ITER.
En 2012, le réacteur T-15 a été temporairement déclassé dans le cadre de plans de modernisation en profondeur. Dans le cadre de ce projet, le tokamak devait recevoir un nouveau système électromagnétique, une nouvelle chambre à vide, etc. Les besoins énergétiques accrus devaient être satisfaits par un nouveau système d'alimentation électrique. En fait, il s'agissait d'une restructuration radicale de l'installation existante avec le remplacement de tous les systèmes clés.
La principale modernisation du réacteur dans le cadre du projet T-15MD a été achevée l'année dernière, après quoi les travaux de mise en service ont commencé. Récemment, le processus de mise à jour s'est terminé avec succès - et un lancement physique a eu lieu. Dans le même temps, le processus de développement de la base scientifique et technique ne s'arrête pas. En avril, il est devenu connu qu'en 2021-24. le tokamak existant sera complété par de nouveaux systèmes à des fins diverses.
Ces mesures aideront à façonner l'aspect final de la méga-installation T-15MD et à obtenir toutes les capacités nécessaires. La mise en service complète, permettant toutes les expérimentations nécessaires, aura lieu en 2024.
De nouveaux principes
Au cours de la modernisation, le réacteur T-15MD a reçu un certain nombre de nouveaux systèmes, mais son architecture générale et ses principes de fonctionnement n'ont pas subi de changements fondamentaux. Comme auparavant, le tokamak doit créer et maintenir un filament de plasma à l'aide d'un champ magnétique. Le réacteur forme un filament avec un rapport d'aspect de 2, 2 et un courant plasma de 2 MA dans un champ magnétique de 2 T. Durée de fonctionnement continu - jusqu'à 30 s.
Modernisation 2021-24 se déroulera en deux étapes. Dans le cadre du premier, trois injecteurs d'atomes rapides d'une puissance totale de 6 MW et cinq gyrotrons de 5 MW seront installés sur le T-15MD. Ensuite, un système de chauffage hybride inférieur et de maintien du courant plasma, ainsi qu'un système de chauffage ion-cyclotron d'une capacité de 4 et 6 MW, respectivement, seront introduits.
À la suite de la modernisation, le réacteur est devenu hybride. Dans des compartiments spéciaux dans le soi-disant. la couverture est proposée pour placer le combustible nucléaire - le thorium-232 est utilisé comme tel. Pendant le fonctionnement du réacteur, le combustible doit retarder le flux de neutrons de haute énergie émanant du cordon. Dans ce cas, le thorium-232 est transmuté en uranium-233.
L'isotope résultant peut être utilisé comme combustible pour les centrales nucléaires. Dans ce rôle, il n'est pas inférieur à l'uranium 235 traditionnel, mais il se compare avantageusement à une demi-vie plus courte des déchets. Des avantages supplémentaires sont associés au fait que le thorium est plus abondant dans la croûte terrestre et est nettement moins cher que l'uranium.
En théorie, un tokamak hybride peut également être utilisé pour transmuter des déchets de haute activité. L'uranium-238 ou d'autres composants du combustible nucléaire usé peuvent être convertis en d'autres isotopes, incl. pour la production de nouveaux assemblages combustibles. Un autre cas d'utilisation d'une centrale hybride est la construction d'une centrale électrique. Dans ce cas, un fluide caloporteur doit circuler dans la couverture, ce qui assure le transfert d'énergie vers le générateur.
Ainsi, l'aspect développé et mis en œuvre du réacteur hybride permet de résoudre plusieurs problèmes à la fois. Il peut être utilisé pour la production d'électricité, ainsi que pour le rejet de combustible nucléaire ou le traitement des déchets. Les scientifiques doivent confirmer la réalité d'un tel fonctionnement du réacteur, ainsi que déterminer ses performances réelles, incl. économique.
Objectifs et perspectives
Les principales solutions de conception du tokamak et les principes de son fonctionnement sont bien étudiés et élaborés. Cela permet de concevoir de nouveaux réacteurs plus performants, ainsi que de mener des expérimentations en vue d'obtenir de réels résultats techniques, énergétiques et économiques. Ce sont les tâches qui peuvent être résolues à l'aide de la méga-installation hybride modernisée T-15MD.
Le démarrage physique du nouveau réacteur a eu lieu, mais son exploitation à part entière et à grande échelle ne sera possible qu'en 2024, lorsque la fabrication et l'installation des nouveaux systèmes seront achevées. Cela signifie qu'au milieu de la décennie, il y aura des expériences qui fourniront les informations nécessaires. Il permettra de déterminer les voies les plus rentables pour développer l'ensemble de la direction, et pas seulement dans le cadre de la science russe, mais aussi dans le programme international ITER.
Ainsi, nos scientifiques reçoivent les équipements scientifiques les plus modernes, et avec eux la possibilité de poursuivre des expériences audacieuses tournées vers l'avenir. Il est tout à fait possible que cette fois, de nouvelles recherches aboutissent aux résultats souhaités, grâce auxquels l'humanité recevra une source d'énergie fondamentalement nouvelle, et la Russie montrera une fois de plus le potentiel le plus élevé de sa science.
