Калхэмский центр термоядерной энергетики

Калхэмский центр термоядерной энергетики
	Вид с воздуха на Центр термоядерной энергетики Калхэма
Учредил	1965
Тип лаборатории	Национальная научно-исследовательская лаборатория
Область исследований	Прикладная наука ; Ядерный синтез ;
Персонал	2,200
Расположение	Калхэм , Оксфордшир, Англия ; 51 ° 39'32 "N 1 ° 13'42" W / 51,65889 ° N 1,22833 ° W
Операционное агентство	Управление по атомной энергии Соединенного Королевства
Веб-сайт	CCFE .широкий .uk
Карта

Калхэмский центр термоядерной энергетики ( CCFE ) — национальная лаборатория Великобритании по исследованиям в области термоядерного синтеза . Он расположен в Научном центре Калхэма , недалеко от Калхэма , Оксфордшир, и является местом расположения Объединенного европейского тора (JET), Мегаамперного сферического токамака (MAST) и ныне закрытого токамака малого узкого формата (START).

Лаборатория, ранее известная как UKAEA Culham , была переименована в октябре 2009 года в рамках организационных изменений в ее головном органе – Управлении по атомной энергии Соединенного Королевства (UKAEA). ^{[ 1 ]}

С 2016 года директором является профессор Ян Чепмен , а центр занимается работами над окончательным детальным проектированием ИТЭР , а также подготовительными работами в поддержку DEMO .

В 2014 году было объявлено, что в центре разместится новый RACE (удаленные приложения в сложных условиях) .

Кампус Калхэма

Центр занимает территорию бывшего Королевского военно-морского флота аэродрома RNAS Culham (HMS Hornbill ) , который был передан UKAEA в 1960 году. UKAEA продолжает управлять этой территорией и является основным арендатором.

Помимо CCFE, в центре находится штаб-квартира UKAEA, а также множество коммерческих и других организаций.

Здесь также находится футбольный клуб воскресной лиги Аппер-Темз-Вэлли JET FC.

История

UKAEA официально открыла лабораторию Калхэма в 1965 году, перенеся свои исследования в области термоядерного синтеза с близлежащего исследовательского полигона Харвелл . Калхэм также объединил деятельность по термоядерному синтезу в Олдермастоне и других местах Великобритании, чтобы сформировать национальный центр исследований в области термоядерного синтеза. Джон Адамс , который впоследствии стал генеральным директором ЦЕРН , был назначен первым директором лаборатории.

За первые два десятилетия своего существования Калхэм провел почти 30 различных экспериментов, в ходе которых были опробованы различные концепции термоядерного синтеза; среди них ударные волны, машины с магнитными зеркалами , стеллараторы и левитроны. В 1970-х годах исследования были сосредоточены на термоядерном синтезе с магнитным удержанием с использованием токамака , который оказался наиболее многообещающей конструкцией будущего термоядерного реактора. В конце 1960-х годов ученые Калхэма уже участвовали в разработке токамака, используя методы измерения лазерного рассеяния для проверки многообещающих результатов, достигнутых российским устройством Т3. ^{[ 2 ]} Это привело к принятию токамака большинством исследовательских учреждений по термоядерному синтезу во всем мире.

В 1977 году, после длительных переговоров, Калхэм был выбран местом для строительства токамака Joint European Torus (JET). ^{[ 3 ]} Строительство началось в 1978 году и было завершено в срок и в рамках бюджета, первая плазма появилась в июне 1983 года. С тех пор машина установила ряд важных вех в области термоядерного синтеза, включая первую демонстрацию управляемой мощности дейтерий-тритиевого синтеза (1991 г.) и рекордная выходная мощность термоядерного синтеза - 16 мегаватт (1997 г.). ^{[ 4 ]} Первоначально объектом JET управляла многонациональная команда как отдельная организация на площадке в Калхэме в соответствии с соглашением о совместном предприятии JET. Однако с 2000 года UKAEA несет ответственность за работу JET от имени своих европейских партнеров по исследованиям в рамках контракта с Европейской комиссией .

В 1980-х годах лаборатория Калхэма сыграла важную роль в разработке концепции сферического токамака – более компактной версии токамака, в котором плазма удерживается в более напряженном магнитном поле в форме «яблока с сердцевиной» вместо традиционной тороидальной конфигурации. Считается, что это дает потенциальные преимущества, позволяя создавать меньшие по размеру и более эффективные термоядерные устройства. Эксперимент START (Малый токамак с малым удлинением) в Калхэме (1991–1998) был первым полноразмерным сферическим токамаком. Его впечатляющие характеристики привели к созданию более крупного устройства MAST (Mega Amp Spherical Tokamak), которое работало с 2000 по 2013 год.

Директора

1960–1966: Джон Адамс
1966–1981: Бас Пиз
1981–1990: Мик Ломер
1990–1996: Дон Свитман
1996–2002: Дерек Робинсон
2002–2003: Фрэнк Бриско (исполняющий обязанности директора)
2003–2008: Кристофер Ллевелин Смит
2008–2016: Стивен Коули
2016 – настоящее время: Ян Чепмен. ^{[ 5 ]}

Текущая деятельность

Британская программа синтеза

CCFE имеет широкую программу деятельности, охватывающую физику плазмы токамака, разработку технологий для прототипа термоядерной электростанции DEMO, разработку материалов, подходящих для термоядерной среды, инженерную деятельность, обучение студентов, выпускников и учеников, а также работу с общественностью и промышленностью. деятельность.

Он также участвует в скоординированной европейской программе, которой управляет EUROfusion консорциум исследовательских институтов . Основное внимание уделяется реализации европейской дорожной карты термоядерного синтеза с целью достижения термоядерного электричества к 2050 году.

CCFE участвует в ряде других международных проектов, в частности в токамаке ИТЭР, строящемся в Кадараше во Франции. Помимо участия в научной подготовке к ИТЭР, проводя эксперименты по физике плазмы в Калхэме, CCFE разрабатывает технологии для проекта, такие как приложения дистанционного управления, специальные системы нагрева и приборы для измерения плазмы («диагностика»).

В июне 2021 года было объявлено, что в CCFE будет построена новая демонстрационная установка термоядерного синтеза консорциумом, включающим General Fusion, при поддержке Джеффа Безоса . Планируется, что он будет введен в эксплуатацию к 2025 году. ^{[ 6 ]}

Обновление МАСТ

В центре британской программы термоядерного синтеза находится MAST Upgrade – более мощный и лучше оснащенный преемник сферического токамака Mega Ampere . Строительство модернизации МАСТ началось в 2013 году, а ввод в эксплуатацию начался в 2019 году.

Модернизация MAST будет реализована в три этапа. Финансирование было согласовано с Научно-исследовательским советом по инженерным и физическим наукам для модернизации активной зоны (Этап 1a), в ходе которой плазменные операции начались в 2020 году. ^{[ 7 ]} Два дополнительных этапа (Этап 1b и Этап 2) последуют в последующие годы при условии финансирования.

MAST Upgrade имеет три основные задачи:

Обосновать необходимость создания Центра испытаний термоядерных компонентов (CTF). CTF будет тестировать реакторные системы для DEMO , а сферический токамак рассматривается как идеальная конструкция для установки;
Пополните базу знаний ИТЭР и помогите решить ключевые проблемы физики плазмы, чтобы обеспечить его успех;
Испытательные реакторные системы. MAST Upgrade станет первым токамаком, который опробует инновационный дивертор Super-X — мощную выхлопную систему, которая снижает силовые нагрузки от частиц, покидающих плазму. В случае успеха Super-X можно будет использовать в DEMO и других будущих термоядерных устройствах.

Объединенный европейский тор (JET)

CCFE отвечает за эксплуатацию и безопасность объектов JET от имени EUROfusion. Инженеры компании также следят за тем, чтобы устройство JET обслуживалось и модернизировалось в соответствии с требованиями исследовательской программы. Модернизация в основном осуществляется с использованием сложной системы дистанционного управления , которая позволяет избежать необходимости ручного ввода. Например, в 2009–2011 годах инженеры дистанционного управления разобрали внутреннюю часть JET, чтобы установить новую внутреннюю стену из 4500 плиток, чтобы дать исследователям возможность протестировать материалы для будущего токамака ИТЭР.

Кроме того, CCFE участвует в научной программе JET вместе с другими 28 исследовательскими организациями EUROfusion по всей Европе.

Финансирование

Финансирование внутренней программы CCFE по термоядерному синтезу осуществляется за счет гранта Исследовательского совета инженерных и физических наук. Работа JET финансируется в соответствии с двусторонним контрактом между Управлением по атомной энергии Соединенного Королевства и Европейской комиссией.

Эффект Брексита

Согласно новостному сообщению BBC от 29 ноября 2016 года: «После голосования за Брексит многие в центре стали «чрезвычайно нервничать» на фоне неопределенности относительно будущего финансирования и свободы передвижения. Пять исследователей уже вернулись в континентальную Европу, а другие, как сообщается, учитывать свои позиции». ^{[ 8 ]}

Однако некоторые из этих опасений были развеяны в 2019 году новостью о том, что JET продолжит финансироваться после Брексита. ^{[ 9 ]}

Ссылки

^ «Запуск Центра термоядерной энергетики Калхэма» , Центр термоядерной энергетики Калхэма, 31 октября 2009 г.
^ Форрест, Майкл (2011) Лазеры через вишнёвые сады , Tandem Press, ISBN 978-0-9568557-0-1
^ Клери, Дэниел (2013) Часть Солнца , Duckworth Overlook, Лондон, стр. 143-146, ISBN 978-0-7156-4525-3
^ «Выстрелы DT слышны во всем мире» , журнал ITER, декабрь 2013 г.
^ «Ключевой персонал» . Архивировано из оригинала 16 ноября 2018 г. Проверено 06 февраля 2018 г.
^ МакГрат, Мэтт (17 июня 2021 г.). «Ядерная энергетика: в Великобритании будет построен термоядерный завод при поддержке Джеффа Безоса» . Новости Би-би-си . Проверено 17 июня 2021 г.
^ Ринкон, Пол (29 октября 2020 г.). «Британский эксперимент по термоядерному синтезу используется в поисках чистой энергии» . Новости BBC онлайн . Проверено 30 октября 2020 г.
^ Шукман, Дэвид (29 ноября 2016 г.). «Британскую лабораторию ядерного синтеза ждет неопределенное будущее» . Новости Би-би-си . Проверено 6 февраля 2018 года .
^ «Британские учёные в области термоядерного синтеза получают новое финансирование, несмотря на Брекзит» . Мировые ядерные новости . Проверено 1 февраля 2021 г.

Внешние ссылки

Официальный сайт

[1] «Запуск Центра термоядерной энергетики Калхэма» , Центр термоядерной энергетики Калхэма, 31 октября 2009 г.

[2] Форрест, Майкл (2011) Лазеры через вишнёвые сады , Tandem Press, ISBN 978-0-9568557-0-1

[3] Клери, Дэниел (2013) Часть Солнца , Duckworth Overlook, Лондон, стр. 143-146, ISBN 978-0-7156-4525-3

[4] «Выстрелы DT слышны во всем мире» , журнал ITER, декабрь 2013 г.

[5] «Ключевой персонал» . Архивировано из оригинала 16 ноября 2018 г. Проверено 06 февраля 2018 г.

[6] МакГрат, Мэтт (17 июня 2021 г.). «Ядерная энергетика: в Великобритании будет построен термоядерный завод при поддержке Джеффа Безоса» . Новости Би-би-си . Проверено 17 июня 2021 г.

[7] Ринкон, Пол (29 октября 2020 г.). «Британский эксперимент по термоядерному синтезу используется в поисках чистой энергии» . Новости BBC онлайн . Проверено 30 октября 2020 г.

[8] Шукман, Дэвид (29 ноября 2016 г.). «Британскую лабораторию ядерного синтеза ждет неопределенное будущее» . Новости Би-би-си . Проверено 6 февраля 2018 года .

[9] «Британские учёные в области термоядерного синтеза получают новое финансирование, несмотря на Брекзит» . Мировые ядерные новости . Проверено 1 февраля 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

Базы данных авторитетного контроля
Международный	ЯВЛЯЮТСЯ ВИАФ
Национальный	Соединенные Штаты