Новое пополнение в сфере термоядерных исследований: при поддержке МАГАТЭ введена в строй тандемная ионно-лучевая установка в Хорватии

В термоядерном устройстве происходит нагрев атомных ядер до чрезвычайно высоких температур, что вызывает их слияние, сопровождающееся высвобождением энергии. По словам г-на Ридикаса, за последнее время исследователи в разных странах мира добились значительных успехов в области термоядерного синтеза и физики плазмы. В настоящее время более 50 стран проводят исследования в области управляемого термоядерного синтеза и физики плазмы, чтобы продемонстрировать научные возможности использования термоядерного синтеза в качестве источника энергии.

«Во всем мире реализуются сложные эксперименты и различные инициативы в области физики плазмы, — говорит г-н Ридикас. —  Но некоторые важные вопросы пока остаются без решения. Например, как мы можем знать, что прочность материалов будет достаточной для того, чтобы выдерживать условия термоядерной реакции на протяжении многих лет?»

С помощью таких устройств как тандемная ионно-лучевая установка в Хорватии можно имитировать условия, сравнимые с теми, в которых будут находиться материалы в термоядерном реакторе — в том числе воздействие продуктов ядерных превращений и высокоэнергетических нейтронов и альфа-частиц, образующихся в процессе синтеза.

«С помощью соответствующих расчетов, соответствующего температурного режима, а также тандемной установки — т. е. двух пучков ионов, которые одновременно воздействуют на материал, мы воспроизводим условия, исходя из которых можно судить о том, как конструкционный материал будет вести себя под воздействием термоядерного синтеза, — продолжает г-н Ридикас. — Таким образом, мы проверяем, какие материалы способны выдерживать эти условия и как долго».

Два пучка направляются на образец из стали — материала, обычно применяемого в термоядерных реакторах в силу его устойчивости — для имитации того, как термоядерная плазма может взаимодействовать с материалом и изменять его. Помимо вероятного повреждения кристаллической решетки материала, ядерное взаимодействие приводит к появлению в результате ядерных превращений таких газов, как гелий и водород. В результате этого внутри стали могут формироваться пузырьки, что приводит к «разбуханию» (увеличению объема) материала. Зная, как и когда будут происходить эти реакции, ученые могут адаптировать свойства материала для нейтрализации нежелательных воздействий.

В прошлом месяце МАГАТЭ и Международная организация ИТЭР по термоядерной энергии достигли соглашения об укреплении сотрудничества, касающегося исследований в области термоядерного синтеза и соответствующей деятельности с учетом долгосрочной цели по производству термоядерной энергии в промышленных масштабах. ИТЭР — это международный экспериментальный реактор, который строится во Франции и является одним из крупнейших и сложнейших проектов в области термоядерного синтеза в мире. Помимо этого, развитию исследований в области испытания материалов способствуют такие проекты, как тандемная ионно-лучевая установка в Институте им. Руджера Бошковича и новый проект DONES в Испании, реализуемый под руководством ЕС, который представляет собой источник нейтронов для задач термоядерного синтеза.