Xalqaro tajribaviy termoyadro reaktori

ITER (boshlang'ich abbr. inglizcha: International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) — halqaro tajribaviy termoyadro reaktorining loyihasi. ITERning fazifasi termoyadro reaktorining tijoriy maqsadda foydalanish imkoniyatlarini namoyish etish va bu yo'lda uchraydigan fizik va texnologik muammolarni hal qilishdan iboratdir.

Termayadroviy reaktor maketi (kesmasi)

Reaktorni loyihalash ishlari yakuniga yetgan va uning qurilishi uchun Frantsiyaning janubidagi Marseldan 60 km uzoqlikdagi —Kadarash (fransuzcha: Cadarache) tadqiqot markazi tanlangan. 2012 yil dekabrda ITER raxbariyati tomonidan mag'toka kompleks binosini qurish uchun frantsuz-ispan konsortsiumi bo'lmish VFR bilan fuqoro-huquqiviy shartnoma imzolandi. 2013 yil may oyi holatiga ko'ra reaktorosti temirbeton asosini bunyod qilish ishlari yakunlandi. Kotlavan devorlari qurilmoqda. 2013yil avgustida mag'toka issiq kameralari uchun maydon tayyorlandi, ikkita yordamchi bino va energetik podstantsiya qurildi. Noyabrda esa mag'toka kompleksi atrofida drenaj va yordamchi tunnellar tashkil etildi. Dekabr oyi boshida reaktorning asosiga betondan 1.5 metrlik plitalar quyish ishlari boshlandi. Beton 21х26 metrli o'lchamdagi sektsiyalar bo'ylab olti oy davomida quyiladi. Barcha sektsiyalar soni 15 tani tashkil qiladi. Bitta sektsiyani quyish o'n soat davom etadi, keyin bir oy davomida beton qotadi. So'ngra opalubka va armatura yechib olinib navbatdagi sektsiyaga o'tiladi. 2014 yil 22 yanvargacha ikkita sektsiya quyildi. Bu bosqichni 2014 yil iyul oyigacha yakunlash rejalanmoqda.

Qurilish qiymati avvaliga 5 milliard yevroni, uni yakunlash ishlari 2016 yilga mo'ljallangan edi. Biroq tahmin qilingan harajatlar qiymati ikki barobar o'sdi va so'ngra tajribalar boshlanish sanasi 2020 yilga surildi.

Первоначально названиеAvval boshida «ITER» nomi было образовано как сокращение inglizcha: International Thermonuclear Experimental Reactor ning qisqartirmasi edi, ayni vaqtda esa bu nom rasmiy abbreviatura hisoblanmaydi, balki lotincha Andoza:Lang-la2 — "yo'l" so'zi bilan ifodalanadi.

Ishtirokchi davlatlar

• EI davlatlari (barchasi bir butun bo'lib)
• Hindiston
• Xitoy
• Korea Respublikasi
• Rossiya
• AQSh
• Yaponiya

ITER loyihasini amalga oshirish bo'yicha rossiya majburiyatlari ulushi bo'yicha Kurchatov instituti, Rosatom davlat korparotsiyasi, D. V. Efremov nomidagi Ilmiy-tadqiqot instituti, N. A. Dollejalya nomidagi ilmiy-tadqiqot va energotexnik konstruktorlik instituti, RFA amaliy fizika instituti, Troitskiy innovatsion va termoyadro tadqiqotlar instituti, RFA ning A. F. Ioffe nomidagi Fizik-texnologik instituti, Neorganik materiallar Butunrossiya ilmiy-tadqiqot instituti, Kabel sanoati bo'yicha butunrossiya ilmiy-tadqiqot instituti, «Ilm va innovatsiya» boshqaruv kompaniyasi, RFA Yadro fizikasi instituti SBlar asosiy rol o'ynaydi.

Qozog'istonning ishtiroki

ITER loyihasida Qozog'istonning ishtirokigi qaror asosida quyidagilar Qozog'iston Respublikasi Milliy Yadro Markazi, Al-Farobiy nomidagi Qozog'iston Milliy instituti qoshidagi tajribaviy va nazariy fizika ilmiy-tadqiqot instituti, Qozog'iston Respublikasi Milliy Yadro Markazining yadro fizikasi instituti, Ulbin metallurgiya zavodi, КазНИПИЭнергопром, Qozelektromash ishtirok etadi.

Tarix

• 1985 yil noyabr. — SSRI termoyadro reaksiyalarni o'rganish bo'yicha ko'proq ilgarilab ketgan davlatlar bilan mag'tokani yangi avlodini yaratish g'oyasini taklif qildi.
• 1988—1990 yy. — sovet, amerika, yapon va evropa olimlari va muhandislari yordamida hozirda ITER nomini olgan, termoyadro reaktorini kontseptual loyihalash ishlari muvafaqqiyatli ishlab chiqildi.
• 1992 y. 21 iyulda — Vashingtonda ITER loyihasini ishlab chiqish bo'yicha to'rttomonlama (EI, Rossiya, AQSh , Yaponiya) davlatlararo kelishuv imzolandi.
• 1994 y. 28 iyul— ITER Kengashining 6 sessiyasi Qarori doirasida Rossiya Federatsiyasining kvotasi bo'yicha loyihaga Qozog'iston Respublikasi ham qo'shildi.
• 1996 y. — AQSh loyihadan chiqib ketdi.

«Kadarash» tadqiqot markazi joylashgan o'rni.

• 2001 н. — ITER reaktori texnik loyihasi muvafaqqiyatli yakunlandi.
• 2001—2003 yy. — Kanada loyihada ishtirok etishga qo'shildi.
• 2003 y. — AQSh loyihaga qayta qo'shildi, shuningdek Xitoy va Janubiy Korea ham loyihaga qo'shildilar.
• 2005 y. 28 iyunda — Moskvada ITER loyihasi ishtirokchilari bo'lmish olti tomon vazirlari protakol imzoladilar. Unda Halqaro tajribaviy termoyadro reaktorini qurish uchun Frantsiyaning janubidagi Kadarash tadqiqot markazi belgilandi (43°41.25′N 5°45.7′E).
• 2005 y. 6 dekabr — Hindiston ham konsortsiumga qo'shildi..
• 2006 y. 25 mayda в Bryusselda konsortsium ishtirokchilari loyihani amalda tadbiq etishni 2007 yildan boshlanishi haqida kelishuv imzoladilar.
• 2006 y. 1 sentabrda — Rossiya hukumati Halqaro tajribaviy termoyadro reaktori (ITER) loyihasini amalga oshiruvchi Halqaro tashkilot tuzish haqidagi kelishuvni imzolash to'g'risida qaror qabul qildi. Unga ko'ra tashkilot davlatlar va halqaro tashkilotlar bilan kelishuvlar imzolash bo'yicha yuridik shaxs huquqiga ega bo'ldi.
• 2006 dekabr — 40 ta persanal bilan ilk shartnomalar imzolandi, yana 56 ta ochiq ish o'rinlari haqida e'lon qilindi.
• 2010 y. — asososti kotlavanni qazish ishlari boshlandi.
• 2013 y. — majmuani qurish ishlari boshlandi.
• 2013 yil 19-20 iyunda Yaponiya poytaxtida ITER kengashining navbatdagi o'n ikkinchi yig'ilishi bo'lib o'tdi. Unda ITER loyihasi ishtirokchilari loyihaning yetti ishtirokchilari: EI, Xitoy, Hindiston, Yaponiya, Korea Respublikasi, Rossiya va AQSh ishtirok etdilar. Kengash delegatlari ITER loyihasi to’liq qurilish bosqichiga yetib kelganini qayd qildilar.
• 11 dekabr 2013 y. – qurilajak ITER binosining asosiga ilk g’ishtni qo’yildi. .
• 2014 y. 3 choragi — ilk detallar keltiriladi.
• 2015 y. — yig’ish ishlari boshlanishi.
• 2019 y. — yig’ish ishlari tugatilishi.
• 2020 y. — plazma bilan tajribalarning boshlanishi.
• 2027 y. — deyteriyli-tritiy plazma bilan tajribalar.

Qurilish

2007 yil yanvarda Frantsiya janubidagi Kadarashda qurilish maydoni tayyorlandi. Bu uzoq yillik qurish jarayonidagi birinchi bosqich bo’lib, u ikki asosiy fazaga bo’linadi:
* fizik joyni tayyorlash.

• ITER binosini qurilishi.

Maydonni tayyorlash

ITER qurilishi uchun Frantsiyaning janubiy hududidaga Sen-Pol-le-Dyurans (Provans-Alp-Lazur qirg’og’i) kommunasida 180 ga yer maydoni ajratilgan.

ITER ning asosiy qismi — mag'toka va barcha xizmatchi binolar uzunligi 1000 metr, eni 400 metr bo’lgan maydonda joylashadi. Qurilish ishlari 2017 yilgacha davom etishi kutilmoqda. Bu bosqichdagi asosiy ishlar ITERning fransuz agentligi raxbarligida olib boriladi.

ITER majmuasi 23 ming tonnalik 60 metrlik kolossni tashkil qiladi. [1]

Magnit tizimi

2013 yil iyun oyi oxiriga kelib loyihaning olti ishtirokchisi tomonidan 420 tonna (kerak bo’ladigan hajmning 90%) torodial maydon o’tkazgichlari uchun niobiy-qo’rg’oshinli strendlar tayyorlandi. Shu bilan birga Xitoy, EI va Rossiya 133 tonna (kerak bo’ladigan hajmning 51%) poloidal maydan o’tgazgichlari uchun niobiy-titanli strendlarni tayyorlab bo’ldi.

Texnik ko’rsatkichlar

ITER «mag'toka» turidagi termoyadro reaktorlar turiga talluqlidir. Ikki yadro: deyteriy va tritiy qo’shilib, geliy yadrosini (alfa-zarra) hamda yuqorienergiyali neytronni hosil qiladi.

${}_{1}^{2}{\mbox{H}}+{}_{1}^{3}{\mbox{H}}\rightarrow {}_{2}^{4}{\mbox{He}}+{}_{0}^{1}{\mbox{n}}+17.6{\mbox{ MeV}}$

Loyiha tavsifi

ITER reaktori maketi. Masshtab 1:50

Konstruksiyaning umumiy radiusi	10,7 m
Balandlgi	30 m
Vakuum kamerasining katta radiusi	6,2 m
Vakuum kamerasining kichik radiusi	2,0 m
Plazma hajmi	837 m³
Magnit maydoni	5,3 Tl
Plazma shnuridagi maksimal tok	15 MA
Plazmaning tashqi qizish quvvati	40 MVt
Termoyadro quvvati	500 MVt
Quvvat kuchayishi koeffitsenti	10x
O’rtacha harorat	100 MK
Impuls davomiyligi	> 400 s

Moliyalashtirish

Loyiha qiymati avvalida 12 mlrd. dollarga baxolangan edi. Qatnashchilar ulushi quyidagicha taqsimlangan edi:

• Xitoy, Hindiston, Korea, Rossiya, AQSh — barchasi qiymatning 1/11;
• Yaponiya — 2/11;
• EI — 4/11;

2010 yil iyulda loyihani o’zzzgartirilishi va materiallar narxini o’sishi tufayli ITER reaktorini qurilish tannarxi 15 mlrd. evroga oshirildi.. Shunday qilib, EIning loyihadagi ulushi 4,36 mlrd. dan 5,45 mlrd. gacha oshirilishi lozim. Rossiya tomoni 2013—2015 yy. oralig’ida loyihaga 14,4 mlrd. rubl ($400 dan oshiq) mablag’ sarflaydi: 5,6 mlrd. rubl 2013 yilda, 4,8 mlrd. rubl 2014 yilda va 3,99 mlrd. rubl 2015 yilda .

Loyiha raxbari

Raxbar organ — ITER Kengashi (ITER Council) loyihada davlatlarning qatnashuvi, personallar bo’yicha ishlarni, ma’muriy qoidalarni va byudjet harajatlari bo’yicha qaror qabul qiladi.
ITER Kengashi raisi — Evgeniy Pavlovich Velixov (2009 yilda saylangan)
ITER Kengashi Bosh derektori etib Osamu Motodzima (Osamu Motojima) tayinlangan (28 iyul 2010 yilda)

Radiatsion xavfsizlik

Termoyadro reaktori radiatsion jihatdan yadro reaktorlaridan xavfsizroqdir. Undagi radioaktiv moddalar hajmi ancha kam. Qandaydur avariya sodir bo’lgan taqdirda ajralib chiqadigan energiya kam va reaktorni buzilishiga olib kelmaydi.shu bilan birga reaktor konstruksiyasida tabiiy to’siqlar bo’lib, radioaktiv moddalarni tarqalishiga yo’l qo’ymaydi. Masalan, vakuum kamerasi va kriostat qobig’i germetik holda bo’lishi kerak, aks holda reaktor ishlamaydi. Shuningdek ITERni loyihalashda oddiy ekspluatatsiya vaqtida va avariya holatida ham radiatsion xavfsiz bo’lishiga katta e’tibor berilgan. Sodir bo’lishi mumkin bo’lgan radiaktiv ifloslanishning bir necha manbalari bor:

• vodorodning radioaktiv izotopi — tritiy;
• neytronlar bilan nurlanishi oqibatida moslama materiallarida hosil bo’luvchi o’tuvchan radiatsiya.;
• plazmani birinchi devorga ta’sir etishi oqibatida hosil bo’ladigan radioktiv chang;
• sovutish tizimida hosil bo’lishi mumkin bo’lgan korroziyali radioaktiv mahsulotlar

Tritiy va changlar vakuum kamerasi va kriostatdan tashqariga chiqqanda tarqalishini oldini olish uchun maxsus ventilatsiya tizimi bo’lib, u reaktor binosidagi bosimni kamaytiradi. Shuning uchun binodan havo chiqib ketmaydi.

Reaktor qurilish jarayonida imkon darajasida yadro energetikasida tajribadan o’tgan materiallardan foydalaniladi. Shuning uchun o’tuvchan radiatsiya uncha ko’p emas. Hatto sovutish tizimi ishdan chiqqan holda ham tabiiy konvektsiya vakuum kamerasi va boshqa konstruktsiya elementlarini sovutish uchun yetarli bo’ladi.

Baxolashlar shuni ko’rsatdiki, avariya sodir bo’lgan holda radioaktiv zaralanish axoli uchun havf tug’dirmaydi va evakuatsiyaning hojati yo’q.

20 июня 2012 yil 20 iyunda tashkilot moslamaning havfsizlik normalariga mos kelishi to’g’risida rasmiy dalolatnomaga ega bo’ldi.

Qiziq faktlar

• Tritiyning bir kilosi 2010 yilda 30 mln. dollar edi. ITER ishga tushirish uchun minimum 3 kg ga yaqin tritiy, DEMOni ishga tushirish uchun 4-10 kg kerak bo’ladi. Gipotetik tritiy reaktori yiliga 1 GVt elektrenergiyasi ishlab chiqarish uchun 56 kg tritiy sarflagan bo’lardi, shu bilan birga 2003 yil butunjahon tritiy zahirasi 18 kgni tashkil etardi xolos. . 1995 yil tritiyga bo’lgan jahon tijoriy ehtiyoji 400 grni, va yana AQSh yadro arsenaliga 2 kg zarur bo’lgan (Jahon xarbiy ehtiyoji uchun7 kg). Bir yilda 4 kgga yaqin tritiy AESlarida hosil bo’ladi, lekin chiqarib olinmaydi.
• Yuqori harorat va bardavom neytronlar oqimi holatida barqaror uzoq muddatli ishni ta’minlash uchun po’latning maxsus turi yaratildi.
• ITERni tekshirish jarayonidagi nazariy kontsepsiyalardan biri shuki, litiy yadrosini bo’linish reaksiyasi chog’ida hosil bo’ladigan tritiy (reaksiya ${}_{0}^{1}{\mbox{n}}+{}_{3}^{6}{\mbox{Li}}\rightarrow {}_{2}^{4}{\mbox{He}}+{}_{1}^{3}{\mbox{H}}$) moslamani ehtiyojini qoniqtirib qolmay, yangi moslamalarni ehtiyojini ham qoldiradi. Reaksiya chog’ida ishlatiladigan litiy mag’toka kamerasi qobig’i tarkibiga kiradi..

Yana ko’rish

• Qozog’iston Respublikasi milliy yadro markazi
• National Ignition Facility
• Termoyadro reaktori
• Wendelstein 7-X
• Z-Mashina
• DEMO

Havola

• Loyiha rasmiy sayti ^(ingl.).
• K. Lluellin-Smit . Termoyadro energetikasi yo’lida. 2009 yil 17 mayda FAFIda o’qilgan leksiya materiallari.
• Plazmani qisqartirish // «Dunyo bo’ylab».
• «Plazmali salom» — «Itogi» jurnalidagi maqola.
• ITER termoyadro reaktori loyihasida yangi derektor
• [http://www.sicpro.org/sicpro08/doc/0005.pdf Mitrishkin Yu. V., Dokuka V. N., Hayrutdinov R.R., Kadurin A. V., Sushin I. S., Korostelev A. Ya. Termoyadroviy-mag’toka reaktorida plazmani magnit yordamida boshqaruv tizimini loyihalash uslubiyati. — 2008. — B. 1752—1795.

]

• Loyihaning qisqa videotavsifi
• http://ip.ntv.ru/news/25725/
• Semenov I. Kelajak energetikasi: boshqariluvchi termoyadroviy sintez. ITER termoyadro reaktori o’zi nima va uning yaratilishi naqadar muhim? 2008 yil 27 noyabrda FAFIda o’qilgan leksiya materiallari.
• Burxon Massalimov Termoyadro sintezi – asr loyihasi // V mire nauki, № 2, 2014