В Гранаде, Испания, началось строительство Международного объекта по облучению термоядерных материалов-демонстрационного источника нейтронов (IFMIF-DONES). Эта установка будет обеспечивать источник нейтронов, подобных синтезу, для отбора материалов, которые будут использоваться на термоядерной электростанции.
Как может выглядеть объект IFMIF-DONES (Изображение: IFMIF-DONES)
Организация ИТЭР отметила, что высокая кинетическая энергия быстрых нейтронов, образующихся в реакции синтеза дейтерия-трития, преобразуется в тепло, когда они проходят через стенки токамака, что позволяет производить значительную энергию. Однако те же самые высокоэнергетические нейтроны в течение длительного периода бомбардировок вызывают деградацию материала в процессе трансмутации.
Уровень нейтронного облучения, запланированный для демонстрационных термоядерных электростанций (DEMO), никогда не испытывался. Чтобы создать DEMO из материалов, которые могут выдержать такие суровые бомбардировки, разработчики ищут нейтронные источники как способ имитировать условия синтеза для тестирования материалов.
Центр испытаний материалов IFMIF-DONES будет имитировать условия, подобные DEMO, для потенциальных конструкционных материалов. Он будет использовать ускоритель частиц для создания дейтронного (D +) пучка непрерывной волны, направленного на цель, сделанную из жидкой литиевой занавески. Взаимодействие дейтерия и лития позволит генерировать достаточное количество свободных нейтронов для имитации планируемого потока нейтронов в течение определенного периода времени в рамках европейского проекта ДЕМО, который разрабатывается Центральной группой ДЕМО в ЕВРОФУЗИИ. Непосредственно за литиевой мишенью будет находиться испытательный модуль с высоким потоком, в котором будут размещены капсулы с образцами материалов для испытаний на нейтронное излучение.
На этой установке будет производиться дейтронный пучок мощностью 125 мА с ускорением до 40 МэВ и номинальной формой поперечного сечения в диапазоне от 100 мм х 50 мм до 200 мм х 50 мм, который будет воздействовать на жидкую литиевую мишень с поперечным потоком толщиной 25 мм со скоростью около 15 м/с перед ней.
Ожидается, что для завершения строительства объекта МФМИФ-ДОНЕС потребуется около 10 лет. Впоследствии научно-техническая эксплуатация будет продолжаться не менее 30 лет.
"Одним из ключевых видов использования объекта IFMIF-DONES будет испытание EUROFER, сплава из восстановленной активированной стали, который в настоящее время предназначен для использования в качестве первого настенного конструкционного материала DEMO",-сказал директор IFMIF-DONES Анхель Ибарра. Важно как можно скорее провести эти эксперименты в среде, подобной синтезу, с тем чтобы проверить этот материал для европейского ДЕМО. Мы будем испытывать сотни образцов сплавов типа EUROFER и EUROFER в различных условиях нейтронного и теплового потока, чтобы получить более полное представление о его механических свойствах.
"Как успешный опыт, так и уроки, извлеченные из проекта ИТЭР за последние 15 лет, могут помочь оптимизировать операции IFMIF-DONES, когда объект вступает в фазу строительства",-добавил Ибарра. "Кроме того, некоторые технологии, уже разработанные для ITER, также будут необходимы в нашем проекте, и, возможно, процесс разработки может быть оптимизирован".
Задача программы ДОНЕС заключается в создании базы данных о воздействии нейтронного облучения, подобного синтезу, на материалы, необходимые для создания ДЕМО для эталонного анализа радиационной реакции материалов.
Исследователь и автор World Nuclear News
