Установка для материалов будущего

С запуском казахстанского материаловедческого токамака КТМ будет решена задача создания и испытания конструкционных материалов для строительства термоядерных реакторов.

Уже 20 лет ученые Национального ядерного центра РК в Курчатове работают над разработкой проекта токамака. Так, только для разработки основных технических решений, технико-экономического обоснования и рабочего проекта по созданию стендового комплекса казахстанского материаловедческого токамака КТМ понадобилось несколько лет – с 1998 по 2003 годы. И только с 2003 года началась непосредственная реализация работ на строительной площадке, специально определенной в черте Курчатова.

В течение семи лет проект финансировался республиканским бюджетом. И за это время установка материаловедческого токамака была фактически собрана. Однако в силу разных причин с 2010 по 2016 годы этот уникальный во всех отношениях проект был приостановлен.

Толчком для возобновления строительных и научно-исследовательских работ над проектом токамака стала подготовка Казахстана к международной выставке «EXPO-2017. Энергия будущего», где первый этап физического запуска токамака планировали приурочить к церемонии открытия этого грандиозного международного события. Благодаря реализации совместной программы специалистами НЯЦ РК, Курчатовского института и Росатома эта цель была достигнута 9 июля 2017 года.

Первый этап физического пуска включал в себя комплекс работ по отладке и проверке работоспособности штатных систем КТМ. Так, специалистами НЯЦ была проведена отработка начальной фазы сценария плазменного разряда: формирование необходимых условий внутри вакуумной камеры КТМ с организацией пробоя.

– В настоящее время на комплексе токамака КТМ завершаются пуско-наладочные работы. Установка КТМ готовится к реализации завершающего, второго этапа физического пуска, а сам комплекс – к вводу в эксплуатацию, – пояснил начальник управления инвестиционных проектов НЯЦ РК Денис Зарва.

– Материаловедческий реактор токамак КТМ – это сложнейшее устройство, которое невозможно запустить легко и просто, – пояснил генеральный директор Национального ядерного центра РК Эрлан Батырбеков. – Токамак – это плазма, которая очень капризна по своим свойствам. Ее очень трудно удержать, она имеет очень высокие температуры. И все эти «капризы» нашим ученым приходится преодолевать. Поэтому физический пуск токамака не так прост, как тот же процесс, связанный с запуском атомного реактора.

Несмотря на это, НЯЦ РК еще в 2017 году заключил ряд выгодных соглашений с международной организацией по термоядерной энергетике, которая также строит токамак усилиями целого ряда стран. «Планируется, что первый опытно-демонстрационный реактор (ITER – International Thermonuclear Experimental Reactor), работающий на основе управляемого термоядерного синтеза и способный вырабатывать энергию, будет запущен в 2025 году в городке Кадараш (Франция)», – сообщил Денис Зарва.

По словам специалистов, проект ITER реализуется в настоящее время усилиями многих стран мира. По сути, он является одним из самых дорогих и технологически сложных проектов, когда-либо реализованных человечеством.

Интерес к работе казахстанского материаловедческого токамака КТМ таков, что уже 2 июня 2017 года, еще до официальной церемонии первого этапа физического запуска установки, в Астане было подписано соглашение о научно-техническом сотрудничестве между НЯЦ РК и международной организацией ITER.

И уже на данном этапе в рамках данного соглашения на базе Национального ядерного центра РК реализуется ряд научно-технических работ.

Более того, за несколько дней до заключения соглашения с ITER, 26 мая 2017 года между правительствами Казахстана, Беларуси, Армении, Кыргызстана,
Таджикистана и Российской Федерации было подписано соглашение о совместном использовании токамака КТМ странами СНГ. Это позволило создать юридическую и техническую основу для широкого взаимодействия всех заинтересованных стран СНГ в работе по исследованию управляемого термоядерного синтеза и соответствующих технологий.

Вместе с этим ни на минуту не останавливаются работы по подготовке установки КТМ к физическому пуску, развитию материаловедческих технологий,
физических диагностик и физики плазмы и многого другого. Все исследования проводятся в рамках собственной программы НЯЦ РК «Наука КТМ».

– В настоящее время одним из основных вопросов при строительстве будущих термоядерных реакторов остается вопрос создания и испытания их конструкционных материалов. С запуском казахстанского материаловедческого токамака КТМ данная проблема будет решена, – обозначил перспективы применения уникальной казахстанской установки Эрлан Батырбеков. – На токамаке КТМ планируется испытывать материалы под тепловой нагрузкой до 20 МВт на квадратный метр, что соответствует параметрам энергетических нагрузок для будущих термоядерных реакторов. Кроме того, с помощью исследовательского комплекса КТМ будут решаться множественные инженерные и фундаментальные научные задачи. В обозримом будущем термоядерные реакторы обеспечат человечество практически неиссякаемым, экологически чистым источником энергии.

Семей