Проект DEMO в России

Б.Н. Колбасов, А.А. Борисов, Н.Н. Васильев, В.М. Леонов, Г.Е. Шаталов (РНЦ «Курчатовский институт»), В.А. Беляков, Э.Н. Бондарчук, И.Р. Кириллов (НИИЭФА им. Д.В. Ефремова, НТЦ «Синтез»), Ю.А. Соколов (Международное агентство по атомной энергии), Ю.С. Стребков (НИКИЭТ им. Н.А. Доллежаля).

Концептуальные проектные исследования демонстрационных термоядерных энергетических реакторов на основе токамака проводятся в России с 1991 г. Наиболее предпочтительными были признаны концепции работающих в стационарном режиме реакторов-токамаков со сверхпроводящими магнитами, однонулевым дивертором и большим вкладом бутстреп-тока в поддержание тока плазмы. Были проанализированы две концепции бланкета: охлаждаемый гелием бланкет с использованием керамики (Li4SiO4) для воспроизводства трития и ферритной стали в качестве конструкционного материала и бланкет, в котором для воспроизводства трития и в качестве теплоносителя применяется жидкий литий, а в качестве конструкционного материала — ванадий-хром-титановый сплав. Были выбраны обычные охлаждаемые водой или литием диверторные мишени, выдерживающие тепловые нагрузки до 10 МВт/м2. Бланкеты обоих типов требуют замены сменяемых элементов после достижения интегрального потока термоядерных нейтронов, эквивалентного 10 МВт∙год/м2, и применения бериллия для размножения нейтронов. Результаты проведенного анализа показывают необходимость дополнительных исследований перед выбором наиболее перспективной концепции бланкета для дальнейшей разработки. В статье рассматриваются также проблемы обращения с радиоактивными отходами и возвращения в производственный цикл дефицитных материалов.

Материал публикуется с разрешения учредителей.

Концепция демонстрационного термоядерного энергетического реактора ДЕМО-С (.pdf)