Page 23 - Оқу құралы ТЕРМОЯДРОЛЫҚ ЭНЕРГЕТИКА. ТОКАМАК

Реактордың массасы шамамен 23 тоннаны құрайды, ал диаметрі шамамен 60 метрді
құрайды. Құрылымның құрылысы 2007 жылы Францияның оңтүстігіндегі Кадараш
зерттеу орталығында басталды. Ол тағы үш жыл бұрын аяқталады деп
жоспарланған болатын, бірақ процесс ұзаққа созылды және іске қосу күні 2025
жылдың желтоқсанына ауыстырылды.[18]
Токамактағы реакция басталуы үшін алдымен одан ауаны сорып алу керек —
бұл термиялық реакцияларға қатыспайтын, бірақ энергияны қайта шығаруға
қабілетті қалдық газды алып тастайды, бұл оның плазмадан шығынын арттырады.
Осыдан кейін термоядролық отын — дейтерий және тритий газдары камераға
жіберіледі. Индуктор магниттері қосылып, осындай амплитудасы бар тордың
ішінде құйынды электр өрісін жасайды, осылайша газ бұзылады. Бұзылу дегеніміз
не? Оны найзағаймен салыстыруға болады. Ол "бауырсақ" бойымен өткеннен кейін
газ иондалады, яғни электрондар иондардан бөлініп, зат плазмалық күйге өтеді
[13].
Токамактағы плазманы не термоядролық реакциялар үшін қажетті
температураға төтеп бере алмайтын камераның қабырғалары, сондай-ақ арнайы
құрылған біріктірілген магнит өрісі – тороидты сыртқы және плазма бағанасы
арқылы өтетін токтың полоидтық өрісі. Плазманы шектеу үшін магнит өрісін
пайдаланатын басқа қондырғылармен салыстырғанда, электр тогын пайдалану
токамактың басты ерекшелігі болып табылады. Плазмадағы ток плазманы
қыздыруды және вакуумдық камерадағы плазмалық колоннаның тепе-теңдігін
сақтауды қамтамасыз етеді. Бұл токамак, атап айтқанда, сыртқы магниттік
катушкалардың көмегімен тороидтық және полоидтық өрістер жасалатын балама
оқшаулау схемаларының бірі болып табылатын жұлдыздандырғыштан
ерекшеленеді.[20]
Токамак реакторы қазір ITER халықаралық ғылыми жобасының бір бөлігі
ретінде әзірленуде. Жетілдірілген TOKAMAKS1970 жылдардың басында
Принстонда токамактардың болашақ конструкцияларында қуатты асқын өткізгіш
магниттерді пайдалану бойынша зерттеулер жүргізіліп жатқанда, олардың
орналасуы зерттелді. Олар негізгі тороидальды катушкалардың орналасуы
қисықтық ішіндегі магниттер арасында айтарлықтай көбірек шиеленіс болғанын,
олар бір-біріне жақын орналасқанын байқады. Осыны ескере отырып, зерттеушілер
магниттердегі керілу күштері, егер олар О емес, D тәрізді болса, теңестірілетінін
атап өтті. Бұл шешім «Принстон D-орамы» деп аталды.[7]

3.3 Токамакта қолданылдатын материалдар.

Физиктер отын ретінде қолданылатын дейтерий мен тритийдің қоспасыз
болуын қамтамасыз етуге тырысады. Егер қабырға жасалған материалдың заты
жоғары заряд санына ие болса (Z), онда плазмаға оның қабырғамен өзара
әрекеттесуі нәтижесінде жоғары Z бар "ластаушы заттар" түседі. Z мәні жоғары
иондардың электрондары өте көп, сондықтан олар плазмадан көп мөлшерде
энергия шығаруға қабілетті, бұл оның жоғалуына әкеледі. Сонымен қатар, бұл
процестің нәтижесінде плазма тіпті сөніп қалуы мүмкін, сондықтан бірінші
қабырға материалы төмен Z болуы керек.[9]
Осы уақытқа дейін токамактарда графит қолданылды, ол плазма энергиясын
әлсіз қайта шығаратын жеңіл материал. Алайда, ол тритийді сіңіретіні анықталды