|
ФИЗИКА
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
И УПРАВЛЯЕМЫЙ ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ (УТС) |
 |
|
|
|
|
|
Установка "Ангара-5-1"
Установка "Ангара-5-1" является уникальной, крупнейшей в Европе и в Азии установкой,
действующей по программам использования техники генерации импульсов сверхвысоких
электрических мощностей для решения научных и прикладных задач.
Основой установки служит 8-модульный генератор электрических импульсов.
Комплекс рассчитан на получение электрического импульса энергией 800 кДж, мощностью
до 12 ТВт и длительностью 90 нс.
Выход рентгеновского излучения - до 100 кДж/имп., потоки нейтронов ~3x1012
за импульс.
Измерительный комплекс установки оснащен комплектом диагностик для измерений параметров
изучаемой плазмы.
На установке проводятся исследования физики сжатия лайнеров и Z-пинчей сложной
пространственной конфигурации для решения задач импульсного УТС, физики высокотемпературной
плотной плазмы, а также для создания рентгеновских лазеров и интенсивных источников
рентгеновского излучения.
За создание установки и проведенные на ней исследования коллектив сотрудников
ГНЦ РФ ТРИНИТИ и других организаций в 1997 г. удостоен Государственной премии
РФ.
|
|
|
|
|
|
Термоядерный комплекс "ТСП"
Термоядерный комплекс "ТСП" является научно-исследовательской и экспериментальной базой ОФТР
и предназначен для работы с термоядерными установками предреакторного масштаба и сверхмощными источниками
мягкого рентгеновского излучения, а также для испытаний уникальных энергетических и электротехнических
систем и аппаратуры, экспериментального моделирования мощных энергосистем.
Экспериментальная база уникальна и по своим энергетическим, экспериментальным и испытательным возможностям не имеет аналогов
в России и в мире.
Общая площадь зданий и сооружений экспериментальной базы ОФТР составляет 73480 м2.
В главном экспериментальном корпусе имеется экспериментальный зал площадью 2000 м2
с биологической защитой,
позволяющей работать в условиях мощных ионизирующих излучений с использованием водорода, дейтерия и трития,
тритиевой лабораторией для подачи в токамак тритиевого топлива требуемой чистоты , системой утилизации
и спец. вентиляции.
Основой базы являются две термоядерные установки (Токамак с сильным полем "ТСП" и "Токамак Т-11М"), стендовый
комплекс и энергокомплекс.
На экпериментальной базе получен опыт проведения экспериментов на одном из крупнейших в мире токамаке
с сильным магнитным полем и его эксплуатации, результаты которых используются при создании крупных экспериментальных
установок типа токамак, в том числе и за рубежом, получены заметные экспериментальные результаты, в том
числе проведены эксперименты с капиллярно-пористыми литиевыми структурами, важные в качестве нового направления
в защите первой стенки и дивертора термоядерных реакторов.
Диагностическая аппаратура и методики, разработанные и протестированные на стендах ОФТР, активно используются
в мировой системе экспериментов на крупнейших термоядерных установках мира JET (Англия), DIII-D (США),
JT-60 (Япония), FTU (Италия), TOR-SUPRA (Франция).
|
|
 |
 |
 |
Энергокомплекс
Энергокомплекс состоит из 4 электромашинных агрегата кратковременного действия с маховиками (ударные генераторы)
суммарной мощностью до 1000 МВт (5сек), трансформаторной подстанции из 16 трансформаторов понижающего
типа, блоков тиристорных выпрямителей-преобразователей, высокоемких индуктивных накопителей до1000 МДж,
емкостных накопителей до 10 МДж, сильноточных шиннокабельных галерей, систем сильноточной высоковольтной
защиты и др
По своим параметрам и техническим возможностям, а также в силу высокой универсальности энергосистема комплекса
не имеет аналогов в мире и может служить энергетической основой крупных национальных и международных проектов
(токамак с зажиганием и длительным горением, лайнерный тэта-пинч, сверхмощный обостритель мощности для
сверхинтенсивного источника мягкого рентгеновского излучения (установка "Байкал")), сверхмощный
твердотельный лазер на стекле, электромагнитный разгонный комплекс космического назначения и другие.
|
 |
 |
 |
Экспериментальная часть комплекса
|
 |
|
|
|
Термоядерная установка "ТСП"(Токамак с сильным полем)
Термоядерная установка "Токамак с сильным полем" ("ТСП") - одна из крупных установок
такого типа в мире, предназначенная для исследований физических процессов в обоснование
опытного термоядерного реактора - исследования поведения плазмы в режимах, близких
к зажиганию, исследования и отработка различных методов дополнительного нагрева
плазмы, освоение тритиевой технологии.
Проектные параметры:
- магнитное поле - 13Тл,
- ток в плазме - 1,2 МА,
- средняя температура плазмы - 7 кэВ,
- плотность плазмы - 8 х 1014
см-3.
|
|
|
|
|
|
Установка "Токамак Т-11М"
Установка "Токамак Т-11М" - один из реально действующих в настоящее время Российских токамаков, предназначенный
для проведения экспериментов в поддержку Программ Российской Федерации по УТС и проекта ИТЭР.
Установка не требует больших материальных затрат по сравнению с крупными термоядерными установками.
На установке ведётся исследование ионно-циклотронного нагрева плазмы, изучение динамики срыва разряда,
отработка новых диагностик плазмы, исследование материалов первой стенки.
Параметры установки:
- ток в плазме- 0,1 МА,
- температура плазмы - 400-600 эВ,
- плотность плазмы - 7 х 1013 см-3.
Ближайшими аналогами могут служить крупнейшие в мире действующие токамаки:
Объединенный Европейский токамак JET (Англия) и токамак JT-60U (Япония).
|
|
|
|
|
|
Установка "ТРЕК"
Установка "ТРЕК" предназначена для исследования дугового разряда в различных средах, разработки и испытания
магнитных накопительных систем и коммутирующей аппаратуры для систем импульсного питания термоядерных
установок.
|
|
|
|
|
|
Стенд нейтронной диагностики
Стенд нейтронной диагностики предназначен для разработки и исследования прототипов нейтронной диагностики
ИТЭР и УТС
|
|
|
|
|
|
Установки "Инжектор" и "ЭГИ-1"
Установки "Инжектор" и "ЭГИ-1" предназначены для решения проблем ввода топлива в термоядерные
установки.
|
|
|
|
|
|
Стенд "Ионной имплантации"
Стенд "Ионной имплантации" предназначен для разработки и создания датчиков диагностических систем.
|
|
|
|
|
|
Стенд диагностики поверхности и инженерной диагностики
Стенд диагностики поверхности и инженерной диагностики предназначен для разработки методов и систем оптической
диагностики, спектрометрии, диагностики поверхности разрядных камер.
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
Установка "МОЛ"
Установка "МОЛ" - испытательный стенд, создаваемый с 1999 года для разработки
генератора "Байкал", предназначенного для решения одной из основных научных задач
по осуществлению термоядерной программы Минатома России - создание установки,
способной осуществить поджиг термоядерной мишени.
Это позволит приступить к технической фазе создания источника энергии, использующей
термоядерный синтез.
Установка состоит из индуктивного накопителя, магнитного усилителя и согласующей
батареи, магнитного компрессора, трансформатора тока, плазменных прерывателей
тока и электротехнической нагрузки.
В 2000 году в ТРИНИТИ был испытан индуктивный накопитель совместно с мотор-генератором
на проектный ток 40 кА, соответствующий энергозапасу 12 МДж.
|
|
|
|
|
|
Твердотельные лазеры для УТС
|
|
 |
 |
 |
Комплекс "Мишень-2"
Основу комплекса составляет двухканальная твердотельная лазерная система на фосфатном
неодимовом стекле, генерирующая два мощных пучка (силовой и диагностический) с
энергиями 150 Дж и 20 Дж в импульсах длительностью 3 нс и 0,3 нс на длинах волн
0,53 мкм и 1,054 мкм соответственно.
Комплекс предназначен для исследования взаимодействия мощного лазерного излучения
с веществом по программе ЛТС (рентгеновское излучение плазменной короны, поглощение
лазерного излучения в плазме мишени, ускорение вещества в каскадных мишенях и
т.п.), создание и совершенствование методов диагностики сверхскоростных процессов,
отработка основных узлов мощных многоканальных лазерных систем.
|
 |
|
 |
 |
 |
Твердотельная лазерная установка "Астра"
Твердотельная лазерная установка "Астра" предназначена для отработки неодимовых
лазеров, работающих в режиме генерации серии импульсов и импульсно-периодических
режимах с преобразованием излучения в другие длины волн, отработки устройств обращения
волнового фронта с целью компенсации искажения волнового фронта в оптическом тракте.
Энергия в импульсе до 100 Дж, частота повторения до 5 Гц, расходимость излучения
- 2.10-5 рад. На созданном в помещениях с повышенным
классом чистоты (104) и температурной
стабильностью (5%) стенде начаты испытания уникальных широкоапертурных
оптических усилителей, как базовых архитектурных элементов сверхмощных лазеров
следующего поколения для исследований по лазерному термоядерному синтезу (ЛТС).
На установках "Мишень-2" и "Астра" в настоящее время ведутся работы в обеспечение
комплекса "Искра-6", создаваемого во ВНИИЭФ, который обеспечит России паритетный
с США уровень работ по ЛТС.
|
 |
|
|
|
 |
|
 |
|
|
|