Просмотр кода страницы Т-15 (реактор)

{{Значения|Т-15 (значения)}}
{{Термоядерный реактор
|name         = Т-15
|image        = 
|imagetitle   = 
|type         = 
|operation    = 1988 по настоящее время
|major radius = 2,43 м
|minor radius = 0,75 м
|volume       = 
|field        = 3,6 [[Тл]]
|heating      = 
}}
Реактор '''Т-15''' — советский и российский исследовательский [[термоядерный реактор]], созданный в [[Курчатовский институт|Курчатовском институте]] по проекту [[Токамак]].

== Предыстория ==
Реактор Т-15 достиг своей первой плазмы в 1988 году. С 1996 по 1998 год был выполнен ряд улучшений. Исследования должны быть направлены в первую очередь на поддержку конструкции реактора ИТЭР, в которой используется та же технология — [[сверхпроводящие магниты]].

С января 2005 года из-за нехватки финансов эксперименты были приостановлены. С 2012 г. проходит модернизацию, окончить которую планируется в декабре 2020 года<ref>{{Cite web|url=https://naked-science.ru/article/sci/rossiyskiy-termoyadernyy-reaktor|title=Российский термоядерный реактор запустят в 2020 году|date=2019-06-01|publisher=Naked Science|accessdate=2020-05-20|archive-date=2020-10-31|archive-url=https://web.archive.org/web/20201031041555/https://naked-science.ru/article/sci/rossiyskiy-termoyadernyy-reaktor|deadlink=no}}</ref><ref name="WMN201904">{{статья |автор=Наталия Лескова|заглавие=Токамак раскроет тайны горячей плазмы |издание=[[В мире науки]] |год=2019 |номер=4 |страницы=46—51}}</ref>.

В проекте [[Международный экспериментальный термоядерный реактор|ИТЭР]] у каждой страны, в нём участвующей, должен быть собственный токамак. На нём отрабатываются те или иные элементы будущего большого международного реактора. В качестве этого токамака для России выступил Т-15МД, который работает «в режиме ITER»<ref name=pop />.

== Модернизированный реактор Т-15МД ==
После модернизации реактор Т-15МД может использоваться как гибридная установка: токамак служит источником нейтронов для начала ядерной реакции в ториевой оболочке<ref name="POP20199">{{статья |автор=Роман Фишман|заглавие=Третий путь атомной энергетики|издание=[[Популярная механика]]|год=2019|номер=9|страницы=40—45}}</ref>.

Данная модернизация включает в себя создание с нуля новой электромагнитной системы и вакуумной камеры, а также новой мощной системы электропитания. Это, по сути, является созданием практически полностью нового токамака<ref name=pop>{{Cite web|lang=ru|url=https://www.popmech.ru/science/501272-tretiy-put-atomnoy-energetiki-tokamaka-t-15/|title=Третий путь атомной энергетики: токамака Т-15|publisher=[[Популярная механика]]|accessdate=2020-05-20|archive-date=2020-10-24|archive-url=https://web.archive.org/web/20201024111103/https://www.popmech.ru/science/501272-tretiy-put-atomnoy-energetiki-tokamaka-t-15/|deadlink=no}}</ref>.

В ходе модернизации реактор Т-15МД получил ряд новых систем, однако его общая архитектура и принципы работы не претерпели принципиальных изменений. Как и ранее, токамак должен создавать и поддерживать при помощи магнитного поля плазменный шнур. Реактор образует шнур с аспектным отношением 2,2 и током плазмы 2 МА в магнитном поле 2 Т.

Модернизация 2021-2024 годах пройдёт в два этапа. 

=== Первый этап модернизации (2020 год<ref name=":0" /><ref name=":1" />) ===
В рамках первого на Т-15МД установят

* 3 инжектора быстрых атомов общей мощностью 6 МВт 
* 5 гиротронов общей мощностью 5 МВт

По результатам модернизации реактор стал гибридным. В специальных отсеках в т.н. бланкете предлагается размещать ядерное топливо – в его качестве используется [[торий-232]]. При работе реактора топливо должно задерживать исходящий от шнура поток нейтронов высокой энергии. При этом торий-232 трансмутирует в [[уран-233]].

Получившийся изотоп можно использовать в качестве топлива для атомных электростанций. В этой роли он не уступает традиционному [[Уран-235|урану-235]], но выгодно отличается меньшим периодом полураспада отходов. Дополнительные преимущества связаны с тем, что торий более распространён в земной коре и существенно дешевле урана.

Гибридный токамак может использоваться

* для трансмутации высокоактивных отходов
* производства ядерного топлива: [[уран-238]] и другие компоненты отработанного ядерного топлива можно преобразовывать в другие изотопы, в т.ч. для производства новых топливных сборок ([[Тепловыделяющий элемент|ТВЭЛ]]) для АЭС.
* в качестве  АЭС, в этом случае в бланкете должен циркулировать теплоноситель, обеспечивающий передачу тепловой энергии турбогенератору.

=== Второй этап модернизации (2024 год) ===
К 2024 году внедрят: 

* систему нижнегибридного нагрева и поддержания тока плазмы мощностью 4 МВт
* систему ионно-циклотронного нагрева мощностью 6 МВт

Модернизированный реактор Т-15МД был запущен в декабре 2020 года<ref name=":0">''Хвостенко П.П., Анашкин И.О., Бондарчук Э.Н., Инютин Н.В., ''
Крылов В.А., Левин И.В., Минеев А.Б., Соколов М.М.'' [https://www.elibrary.ru/item.asp?id=37160168 Экспериментальная термоядерная установка токамак Т-15МД] // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез Том: 42 Номер: 1 Год: 2019 Страницы: 15-38''</ref><ref name=":1">''Янина Хужина'' Маленькое Солнце на Земле // [[В мире науки]], 2021, № 4, с. 34 - 41</ref>, торжественная церемония его запуска состоялась 18 мая 2021 года в [[Курчатовский институт|Курчатовском институте]]<ref>{{Cite web|url=https://tass.ru/ekonomika/11401129|title=Мишустин принял участие в церемонии пуска токамака Т-15МД в Курчатовском институте|website=ТАСС|access-date=2021-05-19|archive-date=2021-05-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20210518105044/https://tass.ru/ekonomika/11401129|deadlink=no}}</ref>. Впервые устойчивая термоядерная плазма была создана на Т-15МД в апреле 2023 года, ещё через четыре месяца впервые прошли испытания энергетического пуска{{sfn|Васильев|2023|с=27}}. Полностью модернизация будет завершена в 2024 когда будут завершена реконструкция всех систем.

== Технические характеристики ==
{| class="wikitable"
|+
!
!Т-15
!Т-15МД
!ИТЭР
|-
|Магнитное поле
|3,6 Тл
|3,6 [[Тл]]<ref>{{Cite web |url=http://www.iterru.ru/FusionCentre/FCMain/FCHistory/russian_tokamaks.html |title=Российское поколение ТОКАМАКов |access-date=2019-01-25 |archive-date=2019-07-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190725163243/http://www.iterru.ru/FusionCentre/FCMain/FCHistory/russian_tokamaks.html |deadlink=no }}</ref>
|5,3 Тл
|-
|Большой диаметр тора
|4,6 м
|4,9 м
|12,4 м
|-
|Малый диаметр тора
|1,4 м
|1,4 м
|4 м
|-
|Объём плазмы, м³
|50
|50
|837
|-
|Максимальная [[сила тока]] в плазменном шнуре, МА
|1,8
|2
|15
|-
|Продолжительность импульса, с
|15
|30
|>400
|}
Температура плазмы на Т-15МД достигает 9 [[электронвольт|КэВ]] (около 100 млн градусов), а плотность плазмы — 10<sup>14</sup> частиц на [[кубический сантиметр|см³]]{{sfn|Васильев|2023|с=27}}.

На установке использовался сверхпроводящий ниобий-оловянный тороидальный магнит, на момент запуска реактора он был крупнейшим в мире.

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* {{статья|автор=Васильев С.|заглавие=Энергия на длинную дистанцию|издание=[[Наука и жизнь]]|номер=10|год=2023|страницы=21—36|ref=Васильев}}

== Ссылки ==
* [https://web.archive.org/web/20050225172107/http://www.kiae.ru/eng/str/inf/o11nsi.htm Kurchatov Institute T-15]
* [http://www.iterru.ru/FusionCentre/FCMain/FCHistory/russian_tokamaks.html Historie ruských fúzních reaktorů]

{{nuclear-phys-stub}}
{{Экспериментальные установки термоядерного синтеза}}

[[Категория:Токамаки]]
[[Категория:Курчатовский институт]]