16-06-2023
Wendelstein 7-X — экспериментальный термоядерный реактор типа стелларатор, строящийся с 2005 года в городе Грайфсвальде в Германии. Строительство осуществляется Институтом физики плазмы им. Макса Планка. Он должен по плану быть построен к 2014—2015 годам и станет крупнейшим термоядерным реактором этого типа. Целью экспериментального реактора является исследование и совершенствование технических компонентов и технологий, с целью последующего строительства промышленного термоядерного реактора типа стелларатор.
Содержание |
Предшественником Wendelstein 7-X была эксплуатируемая с 1988 по 2002 год установка Wendelstein 7-AS.
Целью исследования является выработка энергии слияния атомных ядер, подобная реакции, происходящей в Солнце. Чтобы произошла реакция, плазма из смеси изотопов водорода дейтерия и трития должна быть разогрета до температур свыше 100 млн °C. Необходимая для этого изоляция плазмы достигается заключением плазмы в магнитное поле, для чего используется сила Лоренца.
Начиная с 1950-х годов эксперименты по магнитному удержанию плазмы проводились по принципу токамака тороидальной формы. В отличие от токамака стелларатор не имеет азимутальной симметрии; магнитная поверхность имеет форму «мятого бублика»
Целью Wendelstein 7-X является исследование возможностей этого типа реакторов. С помощью 30-минутных запусков будут исследоваться существенные свойства и проверяться способность к длительной работе.
Название «Wendelstein» — это «намек» на более ранние эксперименты: поскольку первые реакторы типа стелларатор были построены Принстонским университетом под именем горы Маттерхорн, то немецкие создатели реактора выбрали для названия также гору Вендельштейн в баварских Альпах.
Главной деталью Wendelstein 7-X является большой тороид наружного диаметра 11 м. В нём вращающаяся плазма заключена в магнитном поле таким образом, чтобы не касалась стенок. Магнитное поле производится пятьюдесятью 3,5-метровыми неподвижными магнитными катушками. Другие 20 подвижных магнитов служат для целенаправленного воздействия на магнитное поле.
Жидкий гелий, охлаждённый до температуры близкой к абсолютному нулю, охлаждает магнитные катушки.
Другие детали — криостат, сосуд для плазмы и дивертор.
Изолирующее от тепла устройство, необходимое для поддержания температуры сверхпроводимости катушек и магнита, имеет диаметр 16 м.
| Большой радиус плазмы | 5,5 м |
| Малый радиус плазмы | 0,53 м |
| Магнитная индукция | 3—6 тесла |
| Длительность запусков | До 30 мин. постоянной работы |
| Мощность нагрева плазмы | 14—20 Мегаватт |
| Объём плазмы | 30 м³ |
| Количество плазмы | 5—30 миллиграмм |
| Температура плазмы | 60—130 млн K |
Необходимый размер инвестиций возрос по отношению к запланированному на 56 %. Финансирование Wendelstein 7-X производится на 33 % Европейским союзом, Германией — на 60 % и землёй Мекленбург-Передняя Померания — на 7 %, общий бюджет составляет около 423 млн евро.
В июле 2011 года стало известно, что по сведениям института Макса Планка к проекту подключились США с долей в 7,5 миллионов долларов в рамках программы «Innovative Approaches to Fusion».
Из-за отсутствия системы активного охлаждения в течение первых двух лет работы длительность запусков на высокой мощности 8-10 МВт ограничивается продолжительностью порядка 5-10 секунд. Затем запланирован производственный перерыв примерно полтора года, в течение которого планируется доработать установку в расчёте на длительную работу[1].
Wendelstein 7-X.
