俄羅斯 AA Bochvar 無機材料研究所(VNIINM - Rosatom 燃料公司 TVEL 的一部分)開發了一種氚循環技術的基本版本,用于在特洛伊茨克創新和熱核研究所(TRINITI)的強場托卡馬克(TSP)現代化。這項工作是在聯邦項目“受控熱核聚變技術和創新等離子體技術開發”的框架內進行的,這是“開發設備、技術和研究使用原子能直至2024”。
“聚變反應堆基礎設施的關鍵系統之一是技術氚循環。在實驗中使用氘-氘燃料混合物會導致氚的產生。有必要從使用過的等離子體中清除氚,以確保 TSP 的可操作性。這是技術氚循環的任務,”托卡馬克反應堆物理系TRINITI實驗室負責人尼古拉·羅迪奧諾夫解釋說。
制定了氚循環的基本工藝方案,描述了所用的主要階段和設備,并進行了工藝參數的確認計算。該循環包括氚使用的所有階段,從含氚廢物的儲存到加工和濃縮。還介紹了用于氣體混合物同位素分析、氚控制和工作室空氣凈化的系統。
盡管 VNIINM 致力于熱核能領域的研究和開發,但自 1990 年代初以來,一直沒有開展氚循環的創建工作。世界各地有幾十個實驗性熱核裝置,但只有 JET(英國)和 TFTR(美國)設施用于使用氘氚等離子體進行測試。所有其他實驗都使用穩定的氫同位素。
然而,使用氘-氚混合物作為燃料對于實現未來熱核動力工程所需的熱核燃燒機制至關重要。用含氚的氫同位素混合物進行的實驗可以驗證未來熱核裝置的技術和經濟參數。因此,創建氚技術循環的工作對于俄羅斯和世界范圍內正在進行的熱核聚變領域的研究極為重要。
“在不久的將來,計劃繼續這項工作,包括開發初步設計,到 2024 年,完成氚復合物的設計文件。這將需要對正在開發的所有節點進行逐步檢查。鑒于與研究量相比,該設施將儲存和使用大量氚,因此每個階段都必須保證運行安全。到 2030 年,所有已經取得的發展都應該體現在真正托卡馬克的工業氚循環中,”VNIINM 同位素和同位素產品生產技術和設備開發部門負責人亞歷山大·阿尼金說。
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