Казахстанский Токамак станет прорывом в атомной энергетике

Проведение совместных научных исследований на казахстанском материаловедческом реакторе токамак (КТМ) в рамках Программы АТОМ-СНГ позволит занять одно из лидирующих мест в мировой термоядерной программе по материаловедению – статус первого в мире технологического токамака для реакторного материаловедения, рассказали Йорику в Национальном ядерном центре (НЯЦ). 

Справка

Токамак (ТОроидальная КАмера с МАгнитными Катушками)  – тороидальная установка для магнитного удержания плазмы с целью достижения условий, необходимых для протекания управляемого термоядерного синтеза. Плазма в токамаке удерживается не стенками камеры, которые не способны выдержать необходимую для термоядерных реакций температуру, а специально создаваемым комбинированным магнитным полем — тороидальным внешним и полоидальным полем тока, протекающего по плазменному шнуру. По сравнению с другими установками, использующими магнитное поле для удержания плазмы, использование электрического тока является главной особенностью токамака. Ток в плазме обеспечивает разогрев плазмы и удержание равновесия плазменного шнура в вакуумной камере. Этим токамак, в частности, отличается от стелларатора, являющегося одной из альтернативных схем удержания, в котором и тороидальное, и полоидальное поля создаются с помощью внешних магнитных катушек.

  Магнитное поле токамака и поток.

КТМ (Казахстанский токамак материаловедческий) – является электрофизической установкой, предназначенной для исследований в области управляемого термоядерного синтеза. В частности – для проведения материаловедческих исследований конструкционных материалов, планируемых к использованию в энергетических термоядерных реакторах будущего. Таким образом, Токамак КТМ не вырабатывает энергию и это не является целью создания данной установки. Планируется что первый опытно-демонстрационный реактор (ITER – International Thermonuclear Experimental Reactor, www.iter.org), работающий на основе управляемого термоядерного синтеза и способный вырабатывать энергию будет запущен в 2020-х годах в г. Кадараш (Франция). Проект ITER реализуется в настоящее время усилиями многих стран мира. Данный проект является одним из самых дорогих и технологически сложных проектов, когда-либо реализуемых человечеством. Республика Казахстан участвует в данном проекте в квоте Российской Федерации посредством создания комплекса Токамака КТМ (проект реализуется с 2003 года), на котором будут исследоваться материалы для ответственных «внутрикамерных» узлов и компонентов установки ITER.

Физический пуск установки КТМ планируется осуществить к открытию специализированной международной выставки ЭКСПО-2017 «Энергия будущего» – в мае 2017 года.

“Проект КТМ полностью соответствует идеи  международной выставки ЭКСПО-2017, которая заключается  в привлечении внимания к решениям и способам, обеспечивающим управление устойчивыми источниками энергии, направленными на борьбу с глобальным потеплением и  изменением климата; стимулирование использования альтернативных источников энергии; обеспечение надежности энергоснабжения,   снижение загрязнения окружающей среды и риска для здоровья людей; уменьшение потребления ископаемого топлива и снижение выбросов углекислого газа; создание инновационной  платформы для тиражирования современных  технологий и знаний”, – рассказали в НЯЦ.

Реализация проекта КТМ позволит заложить основы решения важных задач современной ядерной энергетики, в числе которых наработка искусственного ядерного топлива, замыкание топливного цикла, утилизация ядерных отходов, что соответствует современным инновационным подходам к развитию атомной энергетики с использованием достижений управляемого термоядерного синтеза. В свою очередь, выполнение программы совместных исследований позволит отработать методы испытания конструкционных материалов и создать методическую базу измерений, создать промышленно-технологические основы для производства нового поколения конкурентоспособной наукоемкой продукции мирового уровня в области атомной энергии, машиностроительного и энергетического оборудования.

В настоящее время завершаются работы по созданию Токамака КТМ. С 2010 года в силу различных причин финансирование данного проекта было приостановлено. В 2016 году на заседании Республиканской Бюджетной Комиссии завершение реализации данного проекта было одобрено и открыто соответствующее финансирование. Согласно утвержденного Рабочего проекта на создание комплекса Токамака КТМ, а также стратегического плана Министерства энергетики Республики Казахстан – ввод комплекса КТМ в эксплуатацию запланирован на конец 2017 года.

В период 2003-2010 г.г. на реализацию данного проекта затрачено 5,76 млрд. тенге. На завершение реализации комплекса КТМ, согласно утвержденного Рабочего проекта необходимо 1,7 млрд. тенге.

“Подытоживая вышесказанное, можно отметить, что реализация комплекса КТМ не отразится на тарифах на энергоносители и энергию на внутреннем и внешнем рынках. Задача, которая стоит перед термоядерными реакторами – переход на качественно новый уровень энергогенерации, решение глобальной энергетической и экологической проблем. В обозримом будущем, при переходе на термоядерную электроэнергетику, человечество получит практически неиссякаемый, экологически чистый вид энергии. Спрогнозировать изменение тарифа на получаемую энергию на сегодняшний день не представляется возможным”, – заключили в ядерном центре.

***

Совместные научно-исследовательские работы на “Токамаке” КТМ создаются в рамках программы “АТОМ-СНГ”. С казахстанской стороны в работах принимают участие институты: Национальный ядерный центр, Институт ядерной физики, “Промэнергопроект” и “Казэлектромаш”, Научно-исследовательский институт экспериментальной и теоретической физики Казахского национального университета им.аль Фараби. С российской стороны в работе принимают участие Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”, Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований, Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Ефремова, Физико-технический институт им. Иоффе, Национальный исследовательский ядерный университет “Московский инженерно-физический институт”, Томский политехнический университет, Всероссийский научно-исследовательский институт токов высокой частоты,  “Красная Звезда”. Координация работ осуществляется совместной российско-казахстанской рабочей группой.

Госкорпорация «Росатом» активно вовлечена в процесс международного сотрудничества с Республикой Казахстан. Одним из проектов, реализуемых  в рамках деятельности Комиссии государств – участников СНГ по использованию атомной энергии в мирных целях является проект совместного использования экспериментального комплекса на базе казахстанского материаловедческого токамака КТМ. Подписана и реализуется совместная программа работ по подготовке и проведению физического пуска токамака КТМ совместными усилиями российских и казахстанских специалистов с со-финансированием со стороны  РОСАТОМа. Подписаны договора о сотрудничестве с НИЦ Курчатовский институт, ФТИ им. Иоффе.