Содержание
Новый подход решает одну из основных задач отрасли — обеспечение стабильного, управляемого и безопасного топливного потока для будущих электростанций.
Японская компания Kyoto Fusioneering приступила к испытаниям новой системы рекуперации водорода, что стало важным шагом в разработке коммерческих термоядерных реакторов.
Будущие термоядерные электростанции будут использовать изотопы водорода, включая редкий тритий. Поскольку добыча трития из природных источников невозможна, его необходимо синтезировать непосредственно внутри реактора, создавая топливо «на месте».
Технология вакуумного сита и модуль бланкета
Для генерации трития применяется реакторный блок, известный как «модуль бланкета». Внутри него нейтроны сталкиваются с жидким сплавом лития и свинца (LiPb), что приводит к образованию трития. Основная сложность заключается в извлечении этого топлива из раскаленного металла.
Задачу решает новая технология вакуумного сита (Vacuum Sieve Technology, VST). Жидкий сплав заливается в вакуумную камеру, где внутренние сетчатые тарелки дробят его на мелкие капли. Это значительно увеличивает площадь поверхности, что позволяет эффективно извлекать тритий. На начальном этапе испытаний инженеры использовали дейтерий и обычный водород для проверки принципа работы.
«Демонстрация эффективности восстановления водорода — это важный шаг на пути к масштабируемой термоядерной энергетике», — подчеркнул Сатоши Кониси, соучредитель и генеральный директор Kyoto Fusioneering.
Он добавил, что испытания дают промышленным партнерам уверенность в стабильности топливного цикла будущих реакторов.
Комплексная система полного топливного цикла
VST является ключевым элементом более широкой системы термоядерного топливного цикла, которая охватывает весь процесс: от извлечения трития до его хранения и обратной подачи на завод. Данные испытаний на объекте UNITY-1 послужат основой для разработки следующей установки UNITY-2 в Онтарио, Канада, совместно с Канадскими ядерными лабораториями (CNL). Там система будет испытываться с реальным тритием.
Проект UNITY-2 вошел в стадию строительства. В лабораториях Чок-Ривер демонтируют старое оборудование, освобождая пространство для установки новых технологических блоков. Объект задуман как первый в мире демонстрационный комплекс, способный продемонстрировать полный цикл работы с тритиевым топливом.
Особенности нового испытательного комплекса
Комплекс UNITY-2 предназначен для испытаний всех этапов топливного цикла в условиях, приближенных к реальному термоядерному синтезу. Он охватывает впрыск топлива, удаление примесей, разделение изотопов и хранение трития. Установка рассчитана на непрерывную переработку до 30 граммов трития в сутки и имеет лицензию на расширение до 100 граммов.
«Испытания позволяют нам не только подтвердить работоспособность ключевых компонентов, но и выявить возможные узкие места в системе, обеспечивая безопасное и стабильное снабжение будущих реакторов», — отметил Кониси.
Значение для термоядерной энергетики
Успешная реализация технологии вакуумного сита приближает коммерческие термоядерные станции к возможности непрерывного получения топлива. Этот подход решает одну из основных задач отрасли — обеспечение стабильного, управляемого и безопасного топливного потока для будущих электростанций.