Разработка концепта гибридного реактора на основе плазменной открытой ловушки закончилась успешно проведенным компьютерным моделированием топливного цикла, сообщает 17 сентября сайт ИЯФ СО РАН.

В работе приняли участие специалисты Российского федерального ядерного центра (Всероссийского научно-исследовательского института технической физики имени академика Е.И. Забабахина — РФЯЦ-ВНИИТФ), национального исследовательского Томского политехнического университета, института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН). Ученые завершили компьютерное моделирование топливного цикла ториевого гибридного реактора.

В качестве источника дополнительных нейтронов в разрабатываемом проекте предполагается использовать высокотемпературную плазму, удерживаемую в длинной магнитной ловушке.

Целью исследования является разработка реактора умеренной мощности, пониженных габаритов, повышенного уровня безопасности, выдающего незначительное количество радиоактивных отходов. Исследования велись при поддержке грантов РНФ № N 14-50-00080 и РФФИ № 19-29-02005. Результаты опубликованы в журнале Plasma and Fusion Research.

«На протяжении всего периода работы установки изотопный состав, а вместе с ним и ядерно-физические свойства топлива меняются — „просчитать“ эволюцию ядерного топлива с учетом множества реакций, происходящих в нем, помогает компьютерное моделирование, — сообщил начальник лаборатории РФЯЦ-ВНИИТФ, кандидат физико-математических наук Владимир Шмаков. — На сегодняшний день мы смоделировали эту эволюцию для нашей гибридной установки и рассчитали режимы работы реактора в течение топливного цикла, в дальнейшем нам предстоит также смоделировать различные режимы поступления нейтронов из плазменного источника и выбрать оптимальный вариант для обеспечения работы реактора».

Использование видов сырья, более дешевых, чем уран, требует для возбуждения ядерного распада потока нейтронов определенной энергии и плотности. Существующие на данный момент разработки в качестве источника нейтронов предполагают использование токамаков. Это позволяет вести реакцию деления «дешевого» вещества, не способного к самопроизвольному распаду, но требует значительных затрат энергии на поддержание работы токомака.

В группе устройств, условно поименованном «длинная магнитная ловушка», в микродозах ведется реакция ядерного синтеза, которая и является источником нейтронов, обеспечивающим деление ядер тория. Эта реакция также неспособна к самопроизвольному протеканию, при этом энергии для ее поддержания необходимо гораздо меньше.