В новосибирской журналистике уже сложился особый жанр: «Новосибирские учёные разработали...». Наверное, по-другому нельзя в крупнейшем научном центре России. Тем временем как-то в тени осталось то, что наши ядерщики участвуют в международном проекте, который может действительно изменить жизнь человечества. Термоядерный реактор ИТЭР — «искусственное Солнце»: безопасный неисчерпаемый источник дешёвой энергии. 

Чистая комната 

Огромный корпус. Высота зала — семь метров, как двухэтажный дом. Люк в потолке. Сюда будут загружать элементы, потом мыть и собирать 48-тонные конструкции. 

Несколько помещений разделены автоматическими воротами и больше похожи не на цеха, а на огромный операционный блок для великанов — такие здесь чистые белые стены и пол. Заходить сюда можно только в специальных комбинезонах. 

Особые санитарные меры — ещё задолго до коронавируса. Здесь это требование технологии. В цехе сейчас готовятся собирать устройства для термоядерного реактора — порт-плаги. Это большие камеры, которые будут примыкать к активной зоне реактора. В них установят диагностическое оборудование для исследования различных процессов внутри реактора. 

Порт-плаги должны остановить поток нейтронов, чтобы он не воздействовал на технику и людей, которые будут рядом. Даже микроскопическая пылинка на детали может помешать диагностической системе правильно работать либо попасть в горячую зону и загрязнить плазму.  

 Видео: nsknews.info (Учёные Института ядерной физики СО РАН разработали способ остановить поток нейтронов и соответственно саму конструкцию порт-плагов). 

Защитные кубики 

Специалистам Института ядерной физики нужно было выбрать оптимальный способ защиты от потока нейтронов. Рассматривали способ создания стальной конструкции. 

«Мы могли бы создать надежную защиту, чередуя слои нержавеющей стали и воды. Это отвечало бы нашим требованиям по уменьшению нейтронного потока, но, к сожалению, этот вариант был бы далеко за пределами ограничения по весу. Вес порт-плага превышал бы 48 тонн», — рассказал старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Максим Иванцивский. 

В итоге многолетних расчётов пришли к другому решению — выбрали материал: керамику на основе карбида бора. Её используют в бронежилетах. Она почти в три раза легче стали, при этом хорошо поглощает нейтроны.

Керамику сделали в виде кирпичиков с отверстиями — из таких элементов удобнее собирать защиту. 

После того, как применение этого материала было согласовано ИТЭРом, появилась возможность начать производство защиты для порт-плагов. Керамику с карбидом бора будут делать в России. Сборкой кубиков в кассеты и созданием самих защитных конструкций займётся Институт ядерной физики

«Институт ядерной физики, кроме решения научных задач, также имеет мощное производство, позволяющее создавать и тестировать сложнейшее научное оборудование», — отметил старший научный сотрудник Института ядерной физики СО РАН Андрей Шошин.  

 Видео: Институт ядерной физики СО РАНПервый порт-плаг из Новосибирска должны смонтировать на ИТЭРе в 2025 году. 

«Искусственное Солнце» в коробке 

В основе работы термоядерного реактора — те же процессы, что и на Солнце. Ядра водорода сталкиваются, в результате образуется гелий и выделяется огромное количество энергии. 

Вот только создать условия для такой реакции сложно: нужны высочайшие температуры. То есть газ, который будет вступать в реакцию, нужно нагреть до состояния плазмы. Эту плазму необходимо концентрировать в одном месте. К тому же тепло в сотни миллионов градусов не выдержит ни один материал. 

Некоторые решения проблемы предложил физик Олег Лаврентьев. Над ней работали академики Андрей Сахаров и Игорь Тамм. 

В итоге появилась идея: «искусственное Солнце» можно создать в токамаке — огромном полом бублике, внутри которого — вакуум и мощное магнитное поле. Оно сконцентрирует и удержит плазму далеко от стенок реактора.
Плюсы такого реактора — большое количество выделяемой энергии и безотходность. К тому же катастрофа, подобная Чернобыльской, невозможна: внеплановая остановка системы или её некорректная работа приведёт к простой остановке реакции в токамаке. 

Главный минус — техническая сложность проекта. 

«Наше участие в этих проектах — это продвижение самого переднего края мировой науки вперёд. Именно это даёт нам уникальные компетенции, уникальные технологии и новые возможности», — отметил директор института ядерной физики СО РАН Павел Логачёв. ​​

ИТЭР — это экспериментальная установка. На ней будут отрабатывать технологии для управления реакторами будущего. Перспективы — совершенно новая, безвредная для природы энергетика, отказ от «грязных» способов согреться и осветить улицы и дома. Настоящая база технической революции.  

Источник: http://nsknews.info​

Источники

Новосибирские ученые участвуют в создании "искусственного Солнца"
Новости Новосибирска (novosibirsk-news.net), 22/07/2021
Новосибирские ученые участвуют в создании "искусственного Солнца"
Официальный сайт г. Новосибирск (nsknews.info), 22/07/2021

Похожие новости

  • 27/03/2017

    Новосибирские ученые создали материал, обеспечивающий 30 лет непрерывной работы химического реактора

    Ученые из Института ядерной физики (ИЯФ) СО РАН и Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) создали новую технологию сплавления титана и тантала, в результате чего получили особо стойкий к коррозии и агрессивным средам материал.
    3856
  • 09/06/2021

    Андрей Миронов: Будущее приборов ночного видения – технологии, расширяющие границы

     Российские инженеры постоянно работают над расширением возможностей человека. О том, как новые проекты в сфере ночного видения и научные разработки воплощаются в жизнь на сибирском предприятии, о специальном и гражданском применении электронно-оптических преобразователей, о будущем отрасли и уникальном опыте ЗАО «Экран ФЭП» рассказал директор по исследованиям и разработкам Андрей Миронов.
    203
  • 30/08/2018

    Новосибирские ученые знают, как разбить древность на атомы

    Озера, древние книги, иконы, кости мамонтовой фауны или доисторического человека, деревянные колоды из погребений и даже болотный торф - все эти объекты можно точно датировать, определить время их создания, появления на свет или, если речь идет о живом существе, период обитания на Земле.
    1611
  • 12/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2

    Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Помните знаменитый новозаветный афоризм: «Не вливают вина молодого в мехи ветхие»? Похоже, руководство НСО решило проигнорировать древнюю мудрость, предельно сосредоточившись на «молодом вине» и оставив открытым вопрос о «ветхих мехах».
    570
  • 29/03/2021

    Российская наука, американский бизнес, китайская клиника

    Нейтронный источник для бор-нейтронозахватной терапии рака разработали ученые Института ядерной физики им. Г. И. Будкера Сибирского отделения РАН в сотрудничестве с американской компанией TAE Life Sciences.
    801
  • 13/10/2020

    Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 3

    ​Часть 1. Почему Энергопарк остается недостижимой мечтой? Часть 2. Грозит ли программе "Академгородок 2.0" "электрический шок"? В последние годы жители Новосибирска столкнулись с новой напастью: с наступлением тепла на город периодически накатывает волна тошнотворных запахов.
    948
  • 17/09/2018

    Большой адронный коллайдер и фундаментальные вопросы науки

    Россия пока не получила ни одного заказа при модернизации Большого адронного коллайдера, хотя раньше без нее ЦЕРН обойтись в принципе не мог. Ровно десять лет назад в Европейской лаборатории ядерных исследований (ЦЕРН) был запущен Большой адронный коллайдер.
    3358
  • 04/05/2021

    Академик Павел Логачев: СКИФ дает возможность очень точно исследовать атомную структуру вещества любых молекул

    Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера спустя десятилетия работы на переднем крае науки продолжает разрабатывать источники синхротронного излучения, коллайдеры и другие установки не только для российской науки, но и в рамках международных проектов.
    921
  • 28/02/2019

    В ЦЕРН обнаружили новую частицу, которая уточнит кварковую модель

    ​Коллаборация LHCb (CERN, Европейская организация по ядерным исследованиям), в которую входят Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Новосибирский государственный университет (НГУ), объявила об открытии нового состояния c-кварка и анти c-кварка – частицы ψ3(1D).
    1991
  • 25/05/2018

    Фокусирующий аэрогель поможет распознать частицы в экспериментах на будущем новосибирском коллайдере

    ​Ученые Института ядерной физики им Г.И. Будкера СО РАН разработали проект системы идентификации частиц для экспериментов на будущем новосибирском коллайдере - Супер С-Тау фабрике. Это одна из ключевых систем планируемой установки, она позволит с высокой надежностью определять типы рождающихся в эксперименте частиц.
    1761