Программа LIBRTI Управления по атомной энергии Великобритании объявила о ряде важных шагов по развитию термоядерной энергетики. Помимо заказа источника нейтронов, Управление также объявило о финансировании 12 маломасштабных экспериментов по получению трития и цифровому моделированию.
Будущие термоядерные электростанции будут использовать для производства энергии два изотопа водорода – дейтерий и тритий. Дейтерий может быть легко извлечен из морской воды. Однако тритий находится в дефиците, что требует разработки методов его устойчивого производства.
Чтобы решить эту фундаментальную проблему, тритий должен быть получен (или «разведен») в литийсодержащей оболочке, которая окружает термоядерную реакцию. Эта «оболочка-размножитель» будет выполнять несколько задач: производить тритий, поглощать тепло и выполнять функцию радиационной защиты. Обеспечивая непрерывную подачу трития для работы термоядерной установки, реактор-размножитель обеспечивает самоподдерживающийся топливный цикл.
Программа LIBRTI (инновационная технология получения лития и трития) стоимостью 200 миллионов фунтов стерлингов (244 миллиона долларов США), являющаяся частью более широкой инициативы Fusion Futures, направлена на новаторские разработки в области термоядерного топлива и стимулирование общего промышленного потенциала посредством международного сотрудничества.
Цель этой четырехлетней программы — продемонстрировать контролируемое получение трития. В рамках этих усилий UKAEA намерена приобрести источник нейтронов, который станет основой первого в своем роде испытательного стенда, который будет построен в кампусе Culham в Оксфордшире, Англия.
Компания SHINE Technologies из Джейнсвилла, штат Висконсин, США, поставит систему термоядерного синтеза дейтерий-тритий напряжением 14 мегаэлектронвольт (МэВ) для создания источника нейтронов LIBRTI в 2027 году.
«Выбранный источник нейтронов должен обеспечивать нейтроны той же энергии, что и нейтроны, испускаемые термоядерной установкой, что позволяет LIBRTI экспериментировать с широким спектром материалов и инженерных конфигураций для формирования и усовершенствования моделей размножения, необходимых для следующего этапа комплексного проектирования», — отметил Джон Нортон, директор LIBRTI в UKAEA.
Генеральный директор SHINE Technologies Грег Пайфер добавил: «Эти нейтроны термоядерного спектра необходимы для проверки качества материалов для получения трития, которые необходимы для масштабируемых систем термоядерной энергетики. Мы рады сотрудничать с UKAEA в разработке термоядерных решений следующего поколения, которые помогут проложить путь к чистой энергии в изобилии».
UKAEA также предоставит финансирование в размере 9 миллионов фунтов стерлингов на 12 маломасштабных экспериментов по получению трития и цифровому моделированию. Ожидается, что каждый из экспериментальных и цифровых проектов продлится до марта 2026 года.
В конкурсе закупок LIBRTI победили 12 компаний: Amentum Clean Energy Limited (разработка цифрового двойника жидкого лития); Astral Neutronics Ltd (Изучение пригодности 6LiD в качестве твердого материала–размножителя); Бангорский университет — Институт ядерного будущего (TRIMAX (Эксперимент по комплексному анализу тритиевого реактора, мультифизический код)); IDOM UK Limited (Сопоставление масштабных макетов с натурными с использованием мультифизики); Kyoto Fusioneering (TRI-PRISM (встроенный датчик проникновения трития в режиме реального времени для мониторинга)); Ланкастерский университет (TriBreed (с использованием высокопоточного источника нейтронов в Бирмингемском университете)); Манчестерский университет (Цифровая двойная система инвентаризации трития, не зависящая от производителя); Университет США (Разрабатывает openTBB (комплексное моделирование переноса трития); Оксфордская сигма (VICE (Количественная оценка неопределенностей при разведении трития в керамике, производстве и тестировании)); Токамак Энерджи (Экспериментальная программа, включающая контроль примесей лития, диагностика и испытания на облучение); Бирмингемский университет (разрабатывает небольшой твердотельный литиево-керамический реактор-размножитель со встроенной функцией обнаружения трития для калиброванных источников нейтронов); и Эдинбургский университет (производство трития во Флибе).
В этих проектах также участвуют Канадские ядерные лаборатории, Commonwealth Fusion Systems, DigiLab, ENI, Бристольский университет, Кембриджский университет, Калифорнийский университет в Беркли, Иллинойский университет в Урбане и Оксфордский университет.
Ожидается, что результаты будут включать в себя новые модели транспортировки трития, разработку новых материалов для размножения и диагностики, а также цифровых платформ для испытательного стенда.
UKAEA сообщила, что была разработана комплексная цифровая стратегия для программы. Полученная в результате цифровая платформа включает в себя информационную систему управления зданием, которая будет работать в тандеме с мультифизической имитационной моделью. Эта цифровая платформа позволит программе воспроизводить производительность и обеспечивать точное моделирование и оптимизацию для будущих проектов систем с тритиевым распределителем.
«Мы стремимся перейти от научного эксперимента к обеспечению надежности цепочки поставок, необходимой для поддержки будущих термоядерных электростанций», — сказала Аманда Кводлинг, исполнительный директор по фундаментальным исследованиям в области термоядерного синтеза и материаловедения в UKAEA и старший ответственный владелец LIBRTI. — Результаты экспериментов инженерного масштаба в сочетании с надежной цифровой платформой открывают широкие возможности для проектирования и обоснования будущих систем размножения для промышленного использования».
UKAEA — исполнительный вневедомственный государственный орган, спонсируемый Министерством энергетической безопасности Великобритании и альянсом Net Zero — является национальной организацией Великобритании, ответственной за исследования и внедрение устойчивой термоядерной энергетики.
+ There are no comments
Add yours