Xalqaro tajribaviy termoyadro reaktori

ITER (boshlangʻich abbr. inglizcha: International Thermonuclear Experimental Reactor, ITER) – halqaro tajribaviy termoyadro reaktorining loyihasi. ITERning fazifasi termoyadro reaktorining tijoriy maqsadda foydalanish imkoniyatlarini namoyish etish va bu yoʻlda uchraydigan fizik va texnologik muammolarni hal qilishdan iboratdir.

Halqaro tajribaviy termoyadro reaktori

LOGOTIPI
ishtirokchi davlatlar
Qisqartma	ITER
Ishga tushgan sanasi	24 oktabr 2007-yil
Joylashuvi	Fransiya
Asoschi(lar)i	Xitoy Yevropa Ittifoqi Yevropa Ittifoqi Hindiston Yaponiya Rossiya Koreya Respublikasi AQSh
Direktori	Bernard Bigot
Aʼzolari	Boshqalar: Avstraliya Kanada Qozogʻiston Tailand Birlashgan Qirollik (under the EU’s Fusion for Energy) Shveysariya (as member of EURATOM)
Vebsayti	iter.org

Termayadroviy reaktor maketi (kesmasi)

Reaktorni loyihalash ishlari yakuniga yetgan va uning qurilishi uchun Fransiyaning janubidagi Marseldan 60 km uzoqlikdagi —Kadarash (fransuzcha: Cadarache) tadqiqot markazi tanlangan. 2012-yil dekabrda ITER rahbariyati tomonidan mag'toka kompleks binosini qurish uchun fransuz-ispan konsortsiumi boʻlmish VFR bilan fuqoro-huquqiviy shartnoma imzolandi. 2013-yil may oyi holatiga koʻra reaktorosti temirbeton asosini bunyod qilish ishlari yakunlandi. Kotlavan devorlari qurilmoqda. 2013yil avgustida magʻtoka issiq kameralari uchun maydon tayyorlandi, ikkita yordamchi bino va energetik podstantsiya qurildi. Noyabrda esa magʻtoka kompleksi atrofida drenaj va yordamchi tunnellar tashkil etildi. Dekabr oyi boshida reaktorning asosiga betondan 1.5 metrlik plitalar quyish ishlari boshlandi. Beton 21x26 metrli oʻlchamdagi sektsiyalar boʻylab olti oy davomida quyiladi. Barcha sektsiyalar soni 15 tani tashkil qiladi. Bitta sektsiyani quyish oʻn soat davom etadi, keyin bir oy davomida beton qotadi. Soʻngra opalubka va armatura yechib olinib navbatdagi sektsiyaga oʻtiladi. 2014-yil 22 yanvargacha ikkita sektsiya quyildi. Bu bosqichni 2014-yil iyul oyigacha yakunlash rejalanmoqda.

Qurilish qiymati avvaliga 5 milliard yevroni, uni yakunlash ishlari 2016-yilga moʻljallangan edi. Biroq taxmin qilingan harajatlar qiymati ikki barobar oʻsdi va soʻngra tajribalar boshlanish sanasi 2020-yilga surildi.

Pervonachalno nazvanieAvval boshida „ITER“ nomi bilo obrazovano kak sokraщenie inglizcha: International Thermonuclear Experimental Reactorning qisqartirmasi edi, ayni vaqtda esa bu nom rasmiy abbreviatura hisoblanmaydi, balki lotincha Andoza:Lang-la2 – „yoʻl“ soʻzi bilan ifodalanadi.

Ishtirokchi davlatlar

• EI davlatlari (barchasi bir butun boʻlib)
• Hindiston
• Xitoy
• Koreya Respublikasi
• Rossiya
• AQSh
• Yaponiya

ITER loyihasini amalga oshirish boʻyicha rossiya majburiyatlari ulushi boʻyicha Kurchatov instituti, Rosatom davlat korparotsiyasi, D. V. Efremov nomidagi Ilmiy-tadqiqot instituti, N. A. Dollejalya nomidagi ilmiy-tadqiqot va energotexnik konstruktorlik instituti, RFA amaliy fizika instituti, Troitskiy innovatsion va termoyadro tadqiqotlar instituti, RFanlar akademiyasining A. F. Ioffe nomidagi Fizik-texnologik instituti, Neorganik materiallar Butunrossiya ilmiy-tadqiqot instituti, Kabel sanoati bo'yicha butunrossiya ilmiy-tadqiqot instituti, „Ilm va innovatsiya“ boshqaruv kompaniyasi, RFA Yadro fizikasi instituti SBlar asosiy rol oʻynaydi.

Qozog'istonning ishtiroki

ITER loyihasida Qozog'istonning ishtiroki gi qaror asosida quyidagilar Qozog'iston Respublikasi Milliy Yadro Markazi, Al-Farobiy nomidagi Qozog'iston Milliy instituti qoshidagi tajribaviy va nazariy fizika ilmiy-tadqiqot instituti, Qozog'iston Respublikasi Milliy Yadro Markazining yadro fizikasi instituti, Ulbin metallurgiya zavodi, КазНИПИЭнергопром, Qozelektromash ishtirok etadi.

Tarix

• 1985 yil noyabr. – SSRI termoyadro reaksiyalarni oʻrganish boʻyicha koʻproq ilgarilab ketgan davlatlar bilan mag'tokani yangi avlodini yaratish gʻoyasini taklif qildi.
• 1988—1990 yy. – sovet, amerika, yapon vayevropa olimlari va muhandislari yordamida hozirda ITER nomini olgan, termoyadro reaktorini kontseptual loyihalash ishlari muvafaqqiyatli ishlab chiqildi.
• 1992 yil 21 iyulda – Vashingtonda ITER loyihasini ishlab chiqish boʻyicha toʻrttomonlama (EI, Rossiya, AQSh, Yaponiya) davlatlararo kelishuv imzolandi.
• 1994 yil 28 iyul— ITER Kengashining 6 sessiyasi Qarori doirasida Rossiya Federatsiyasining kvotasi boʻyicha loyihaga Qozogʻiston Respublikasi ham qoʻshildi.
• 1996 yil – AQSh loyihadan chiqib ketdi.

„Kadarash“ tadqiqot markazi joylashgan oʻrni.

• 2001 n. – ITER reaktori texnik loyihasi muvafaqqiyatli yakunlandi.
• 2001—2003 yy. – Kanada loyihada ishtirok etishga qoʻshildi.
• 2003 yil – AQSh loyihaga qayta qoʻshildi, shuningdek Xitoy va Janubiy Korea ham loyihaga qoʻshildilar.
• 2005 yil 28 iyunda – Moskvada ITER loyihasi ishtirokchilari boʻlmish olti tomon vazirlari protakol imzoladilar. Unda Halqaro tajribaviy termoyadro reaktorini qurish uchun Fransiyaning janubidagi Kadarash tadqiqot markazi belgilandi (43°41.25′N 5°45.7′E).
• 2005 yil 6 dekabr – Hindiston ham konsortsiumga qoʻshildi..
• 2006 yil 25 mayda v Bryusselda konsortsium ishtirokchilari loyihani amalda tadbiq etishni 2007-yildan boshlanishi haqida kelishuv imzoladilar.
• 2006 yil 1 sentyabrda – Rossiya hukumati Halqaro tajribaviy termoyadro reaktori (ITER) loyihasini amalga oshiruvchi Halqaro tashkilot tuzish haqidagi kelishuvni imzolash toʻgʻrisida qaror qabul qildi. Unga koʻra tashkilot davlatlar va halqaro tashkilotlar bilan kelishuvlar imzolash boʻyicha yuridik shaxs huquqiga ega boʻldi.
• 2006 dekabr – 40 ta persanal bilan ilk shartnomalar imzolandi, yana 56 ta ochiq ish oʻrinlari haqida eʼlon qilindi.
• 2010 yil – asososti kotlavanni qazish ishlari boshlandi.
• 2013 yil – majmuani qurish ishlari boshlandi.
• 2013-yil 19-20 iyunda Yaponiya poytaxtida ITER kengashining navbatdagi oʻn ikkinchi yigʻilishi boʻlib oʻtdi. Unda ITER loyihasi ishtirokchilari loyihaning yetti ishtirokchilari: EI, Xitoy, Hindiston, Yaponiya, Korea Respublikasi, Rossiya va AQSh ishtirok etdilar. Kengash delegatlari ITER loyihasi toʻliq qurilish bosqichiga yetib kelganini qayd qildilar.
• 11 dekabr 2013 yil – qurilajak ITER binosining asosiga ilk gʻishtni qoʻyildi..
• 2014 yil 3 choragi – ilk detallar keltiriladi.
• 2015 yil – yigʻish ishlari boshlanishi.
• 2019 yil – yigʻish ishlari tugatilishi.
• 2020 yil – plazma bilan tajribalarning boshlanishi.
• 2027 yil – deyteriyli-tritiy plazma bilan tajribalar.

Qurilish

2007-yil yanvarda Fransiya janubidagi Kadarashda qurilish maydoni tayyorlandi. Bu uzoq yillik qurish jarayonidagi birinchi bosqich boʻlib, u ikki asosiy fazaga boʻlinadi:

• fizik joyni tayyorlash.
• ITER binosini qurilishi.

Maydonni tayyorlash

ITER qurilishi uchun Fransiyaning janubiy hududidaga Sen-Pol-le-Dyurans (Provans-Alp-Lazur qirgʻogʻi) kommunasida 180 ga yer maydoni ajratilgan.

ITERning asosiy qismi – mag'toka va barcha xizmatchi binolar uzunligi 1000 metr, eni 400 metr boʻlgan maydonda joylashadi. Qurilish ishlari 2017-yilgacha davom etishi kutilmoqda. Bu bosqichdagi asosiy ishlar ITERning fransuz agentligi rahbarligida olib boriladi.

ITER majmuasi 23 ming tonnalik 60 metrlik kolossni tashkil qiladi. [1]

Magnit tizimi

2013-yil iyun oyi oxiriga kelib loyihaning olti ishtirokchisi tomonidan 420 tonna (kerak boʻladigan hajmning 90 %) torodial maydon oʻtkazgichlari uchun niobiy-qoʻrgʻoshinli strendlar tayyorlandi. Shu bilan birga Xitoy, EI va Rossiya 133 tonna (kerak boʻladigan hajmning 51 %) poloidal maydan oʻtgazgichlari uchun niobiy-titanli strendlarni tayyorlab boʻldi.

Texnik koʻrsatkichlar

ITER „mag'toka“ turidagi termoyadro reaktorlar turiga talluqlidir. Ikki yadro: deyteriy va tritiy qoʻshilib, geliy yadrosini (alfa-zarra) hamda yuqorienergiyali neytronni hosil qiladi.

${}_{1}^{2}{\mbox{H}}+{}_{1}^{3}{\mbox{H}}\rightarrow {}_{2}^{4}{\mbox{He}}+{}_{0}^{1}{\mbox{n}}+17.6{\mbox{ MeV}}$

Loyiha tavsifi

ITER reaktori maketi. Masshtab 1:50

Konstruksiyaning umumiy radiusi	10,7 m
Balandlgi	30 m
Vakuum kamerasining katta radiusi	6,2 m
Vakuum kamerasining kichik radiusi	2,0 m
Plazma hajmi	837 m3
Magnit maydoni	5,3 Tl
Plazma shnuridagi maksimal tok	15 MA
Plazmaning tashqi qizish quvvati	40 MVt
Termoyadro quvvati	500 MVt
Quvvat kuchayishi koeffitsenti	10x
Oʻrtacha harorat	100 MK
Impuls davomiyligi	> 400 s

Moliyalashtirish

Loyiha qiymati avvalida 12 mlrd. dollarga baxolangan edi. Qatnashchilar ulushi quyidagicha taqsimlangan edi:

• Xitoy, Hindiston, Korea, Rossiya, AQSh – barchasi qiymatning 1/11;
• Yaponiya – 2/11;
• EI – 4/11;

2010-yil iyulda loyihani oʻzzzgartirilishi va materiallar narxini oʻsishi tufayli ITER reaktorini qurilish tannarxi 15 mlrd. evroga oshirildi.. Shunday qilib, EIning loyihadagi ulushi 4,36 mlrd. dan 5,45 mlrd. gacha oshirilishi lozim. Rossiya tomoni 2013—2015-yillar oraligʻida loyihaga 14,4 mlrd. rubl ($400 dan oshiq) mablagʻ sarflaydi: 5,6 mlrd. rubl 2013-yilda, 4,8 mlrd. rubl 2014-yilda va 3,99 mlrd. rubl 2015-yilda .

Loyiha rahbari

Rahbar organ – ITER Kengashi (ITER Council) loyihada davlatlarning qatnashuvi, personallar boʻyicha ishlarni, maʼmuriy qoidalarni va byudjet harajatlari boʻyicha qaror qabul qiladi.
ITER Kengashi raisi – Evgeniy Pavlovich Velixov (2009-yilda saylangan)
ITER Kengashi Bosh derektori etib Osamu Motodzima (Osamu Motojima) tayinlangan (28 iyul 2010-yilda)

Radiatsion xavfsizlik

Termoyadro reaktori radiatsion jihatdan yadro reaktorlaridan xavfsizroqdir. Undagi radioaktiv moddalar hajmi ancha kam. Qandaydur avariya sodir boʻlgan taqdirda ajralib chiqadigan energiya kam va reaktorni buzilishiga olib kelmaydi.shu bilan birga reaktor konstruksiyasida tabiiy toʻsiqlar boʻlib, radioaktiv moddalarni tarqalishiga yoʻl qoʻymaydi. Masalan, vakuum kamerasi va kriostat qobigʻi germetik holda boʻlishi kerak, aks holda reaktor ishlamaydi. Shuningdek ITERni loyihalashda oddiy ekspluatatsiya vaqtida va avariya holatida ham radiatsion xavfsiz boʻlishiga katta eʼtibor berilgan. Sodir boʻlishi mumkin boʻlgan radiaktiv ifloslanishning bir necha manbalari bor:

• vodorodning radioaktiv izotopi – tritiy;
• neytronlar bilan nurlanishi oqibatida moslama materiallarida hosil boʻluvchi oʻtuvchan radiatsiya.;
• plazmani birinchi devorga taʼsir etishi oqibatida hosil boʻladigan radioktiv chang;
• sovutish tizimida hosil boʻlishi mumkin boʻlgan korroziyali radioaktiv mahsulotlar

Tritiy va changlar vakuum kamerasi va kriostatdan tashqariga chiqqanda tarqalishini oldini olish uchun maxsus ventilatsiya tizimi boʻlib, u reaktor binosidagi bosimni kamaytiradi. Shuning uchun binodan havo chiqib ketmaydi.

Reaktor qurilish jarayonida imkon darajasida yadro energetikasida tajribadan oʻtgan materiallardan foydalaniladi. Shuning uchun oʻtuvchan radiatsiya uncha koʻp emas. Hatto sovutish tizimi ishdan chiqqan holda ham tabiiy konvektsiya vakuum kamerasi va boshqa konstruktsiya elementlarini sovutish uchun yetarli boʻladi.

Baxolashlar shuni koʻrsatdiki, avariya sodir boʻlgan holda radioaktiv zaralanish aholi uchun havf tugʻdirmaydi va evakuatsiyaning hojati yoʻq.

20 iyunya 2012-yil 20 iyunda tashkilot moslamaning havfsizlik normalariga mos kelishi toʻgʻrisida rasmiy dalolatnomaga ega boʻldi.

Qiziq faktlar

• Tritiyning bir kilosi 2010-yilda 30 mln. dollar edi. ITER ishga tushirish uchun minimum 3 kg ga yaqin tritiy, DEMOni ishga tushirish uchun 4–10 kg kerak boʻladi. Gipotetik tritiy reaktori yiliga 1 GVt elektrenergiyasi ishlab chiqarish uchun 56 kg tritiy sarflagan boʻlardi, shu bilan birga 2003-yil butunjahon tritiy zahirasi 18 kgni tashkil etardi xolos.. 1995-yil tritiyga boʻlgan jahon tijoriy ehtiyoji 400 grni va yana AQSh yadro arsenaliga 2 kg zarur boʻlgan (Jahon harbiy ehtiyoji uchun7 kg). Bir yilda 4 kgga yaqin tritiy AESlarida hosil boʻladi, lekin chiqarib olinmaydi.
• Yuqori harorat va bardavom neytronlar oqimi holatida barqaror uzoq muddatli ishni taʼminlash uchun poʻlatning maxsus turi yaratildi.
• ITERni tekshirish jarayonidagi nazariy kontsepsiyalardan biri shuki, litiy yadrosini boʻlinish reaksiyasi chogʻida hosil boʻladigan tritiy (reaksiya ${}_{0}^{1}{\mbox{n}}+{}_{3}^{6}{\mbox{Li}}\rightarrow {}_{2}^{4}{\mbox{He}}+{}_{1}^{3}{\mbox{H}}$) moslamani ehtiyojini qoniqtirib qolmay, yangi moslamalarni ehtiyojini ham qoldiradi. Reaksiya chogʻida ishlatiladigan litiy magʻtoka kamerasi qobigʻi tarkibiga kiradi..

Yana qarang

• Qozogʻiston Respublikasi milliy yadro markazi
• National Ignition Facility
• Termoyadro reaktori
• Wendelstein 7-X
• Z-Mashina
• DEMO

Havolalar

• Loyiha rasmiy sayti ^(ingl.).
• K. Lluellin-Smit . Termoyadro energetikasi yoʻlida. 2009-yil 17 mayda FAFIda oʻqilgan leksiya materiallari.
• Plazmani qisqartirish // „Dunyo boʻylab“.
• „Plazmali salom“ – „Itogi“ jurnalidagi maqola (Wayback Machine saytida 2014-02-21 sanasida arxivlangan).
• ITER termoyadro reaktori loyihasida yangi derektor
• [http://www.sicpro.org/sicpro08/doc/0005.pdf Mitrishkin Yu. V., Dokuka V. N., Hayrutdinov R.R., Kadurin A. V., Sushin I. S., Korostelev A. Ya. Termoyadroviy-mag’toka reaktorida plazmani magnit yordamida boshqaruv tizimini loyihalash uslubiyati. — 2008. — B. 1752—1795.

]

• Loyihaning qisqa videotavsifi
• http://ip.ntv.ru/news/25725/ (Wayback Machine saytida 2011-06-14 sanasida arxivlangan)
• Semenov I. Kelajak energetikasi: boshqariluvchi termoyadroviy sintez. ITER termoyadro reaktori oʻzi nima va uning yaratilishi naqadar muhim? 2008-yil 27 noyabrda FAFIda oʻqilgan leksiya materiallari.
• Burxon Massalimov Termoyadro sintezi – asr loyihasi // V mire nauki, № 2, 2014