JT-60

Материал из Циклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Термоядерный реактор

JT-60 (сокращение от Japan Torus-60) — реактор термоядерного синтеза с тороидальной камерой для удержания плазмы, располагающийся в префектуре Ибараки, Япония[1]. Ранее проектом занимался Научно-исследовательский институт по атомной энергии Японии (JAERI), затем JT-60 перешел к Институту синтеза в Наке (Naka Fusion Institute) при Агентстве по атомной энергии Японии (JAEA).[2]

По состоянию на 2023 год JT-60SA — крупнейший действующий сверхпроводящий токамак в мире, который построен и эксплуатируется совместно странами Европы и Японией. SA расшифровывается как super advanced (супер-продвинутый), включает D-образное сечение плазмы, сверхпроводящие катушки и активный контроль с обратной связью.[3]

Оригинальная конструкция[править]

Задуманная в 1970-х годах «Установка для испытания равновесной плазмы» (Breakeven Plasma Test Facility)[4] должна была достичь равновесного термоядерного синтеза — цель, которую ставили перед собой американская установка TFTR, британская JET и советская Т-15. JT-60 начал работу в 1985 году, и, как у TFTR и JET, которые начали работу несколько раньше, производительность JT-60 оказалась намного ниже прогнозируемой.

В течение следующих двух десятилетий JET и JT-60 руководили попытками достичь изначально заявленной производительности. За это время JT-60 претерпел две крупные модификации, в результате которых был создан JT-60A, а затем JT-60U (U — от англ. upgrade, «модернизация»). Эти изменения привели к значительному скачку производительности.[5][6]

На 2018 год JT-60 удерживает рекорд по самому высокому значению достигнутого продукта термоядерного синтеза. На сегодняшний день JT-60 принадлежит мировой рекорд по самой высокой температуре ионов (522 млн °C); этот рекорд побил рекорд, установленный TFTR в 1996 году в Принстонской лаборатории физики плазмы.[7]

В 2020 году JT60 был модернизирован до JT-60SA. В 2021—2022 годах проводилось техническое расследование короткого замыкания катушки полоидального поля, был выполнен ремонт.

JT-60U (модернизированный)[править]

В 1998 году во время экспериментов с дейтерием были достигнуты такие характеристики плазмы, которые позволили бы достичь равновесности — точки, в которой мощность, вырабатываемая в результате термоядерных реакций, равна мощности, затрачиваемой на работу установки, — при условии, что дейтерий заменят смесью дейтерия и трития в соотношении 1:1. Однако на JT-60 не имеется оборудования для работы с тритием; по состоянию на 2018 год такое оборудование имелось только на токамаке JET в Великобритании.[8][9][10]

В 2005 году для коррекции магнитного поля были установлены плитки из ферритной стали (ферромагнетики) и, как следствие, потери быстрых ионов сократились.[11][12] 9 мая 2006 года Агентство по атомной энергии Японии (JAEA) объявило, что JT-60 достиг времени продолжительности работы в 28,6 секунд. JAEA использовало новые детали в JT-60, улучшив возможность удерживать плазму.

JT-60SA[править]

Планировалось, что JT-60 будет разобран, а затем к 2010 году модернизирован в JT-60SA за счет сверхпроводящих ниобий-титановых катушек. Предполагалось, что JT60SA сможет работать с той же плазмой, что и ИТЭР.[13]:3.1.3 В центральном соленоиде планировалось использовать ниобий-олово (из-за более высокой (9 Тл) напряжённости магнитного поля).[13]:3.3.1

Строительство токамака официально началось в 2013 году и должно было окончиться в 2020 году, а первое получение плазмы планировалось на сентябрь 2020 года.[14] Сборка установки завершилась весной 2020 года,[15] и в марте 2021 года она успешно вышла на полную проектную мощность.[16] В марте 2021 года при испытаниях произошло короткое замыкание, что привело к длительному расследованию и ремонту.[17]

Ремонтные работы были завершены в мае 2023 года, и началась подготовка к эксплуатации. [18] Первая плазма была получена 23 октября 2023 года, что делает JT-60SA крупнейшим действующим сверхпроводящим токамаком в мире на сегодняшний день.

Примечания[править]

  1. ↑ Георгий Голованов В Японии запустили самый большой в мире токамак массой 370 тонн. Хайтек+ (05.12.2023).
  2. ↑ Archived copy. www.naka.jaea.go.jp. Архивировано из первоисточника 1 июля 2007. Проверено 14 января 2022.
  3. ↑ What is JT-60SA?. JT-60SA. Проверено 15 ноября 2023.
  4. ↑ Arnoux, Robert Taking the Big Leap. ITER Newsline (31 May 2011).
  5. ↑ JT-60 HOME PAGE. Japan Atomic Energy Agency. Проверено 25 апреля 2021.
  6. ↑ JT-60 Operational History and the Progress of Plasma Performance Архивировано из первоисточника 2016-02-23.
  7. ↑ Plasma physics found in JT-60 tokamak over the last 20 years.
  8. ↑ JT-60U Reaches 1.25 of Equivalent Fusion Power Gain (7 August 1998). Архивировано из первоисточника 6 января 2013. Проверено 5 декабря 2016.
  9. ↑ Daniel Clery. A Piece of the Sun: The Quest for Fusion Energy
  10. ↑ HIGH PERFORMANCE EXPERIMENTS IN JT-60U REVERSED SHEAR DISCHARGES
  11. ↑ (9 May 2006). Achievement of long sustainment of a high-confinement, high-pressure plasma in JT-60 - A big step towards extended burn in ITER with the use of ferritic steel -. Пресс-релиз.
  12. ↑ ferromagnet diagrams
  13. ↑ 13,0 13,1 JAEA 2006-2007 annual report. — «"3.1.3 Machine Parameters : A bird's eye view of JT-60SA is shown in Fig. I.3.1-1. Typical parameters of JT-60SA are shown in Table I.3.1-1. The maximum plasma current is 5.5 MA with a relatively low aspect ratio plasma (Rp=3.06 m, A=2.65, κ95=1.76, δ95=0.45) and 3.5 MA for an ITER-shaped plasma (Rp=3.15 m, A=3.1, κ95=1.69, δ95=0.36). Inductive operation with 100s flat top duration will be possible within the total available flux swing of 40 Wb. The heating and current drive system will provide 34 MW of neutral beam injection and 7 MW of ECRF. The divertor target is designed to be water-cooled in order to handle heat fluxes up to15 MW/m2 for long time durations. An annual neutron budget of 4x1021 neutrons is foreseen"»  Архивировано из первоисточника 6 января 2013. Проверено 16 февраля 2016. lots of detail on JT-60SA in section 3
  14. ↑ The JT-60SA project Introduction. Japan Atomic Energy Agency. Архивировано из первоисточника 5 марта 2016. Проверено 6 марта 2018.
  15. ↑ JT-60SA: World's largest superconducting tokamak completed!. National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology (April 2020).
  16. ↑ 02.03.2021 – JT-60SA successfully reaches its full design toroidal field – JT-60SA (en-GB). Архивировано из первоисточника 2 марта 2021. Проверено 19 марта 2021.
  17. ↑ Team spirit, resilience, and adaptability key to JT-60SA repairs 28 Nov 2022
  18. ↑ Operations restart with vacuum pumping on 30.05.2023. JT-60SA. Проверено 15 ноября 2023.
Рувики

Одним из источников, использованных при создании данной статьи, является статья из википроекта «Рувики» («ruwiki.ru») под названием «JT-60», расположенная по адресу:

—«https://ru.ruwiki.ru/wiki/JT-60»

Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий.

Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?».

Источник — http://cyclowiki.org/w/index.php?title=JT-60&oldid=2041578