Создание казахстанского материаловедческого токамака КТМ

30 проектов к 30-летию НЯЦ РК!

Проект № 8. 1998–2020 гг. Создание казахстанского материаловедческого токамака КТМ

Казахстанский материаловедческий токамак КТМ создан в соответствии с решением Правительства Республики Казахстан в поддержку международной программы по созданию экспериментального термоядерного реактора ITER, а также для развития в РК современной науки и технологий, подготовки научных и инженерных кадров высокой квалификации. Его основная задача – проведение исследований перспективных материалов по взаимодействию их с высокотемпературной плазмой, для создания ответственных узлов и комплектующих будущих термоядерных реакторов, в том числе ITER.

КТМ – это единственная в мире мегаамперная установка (ток плазмы Ip=0,75 МА) для испытания материалов и технологий в штатных и аварийных (режим срыва плазмы) условиях работы термоядерных реакторов с аспектным отношением А=2, что также позволяет проводить исследования физики плазмы и её удержания в пограничной области между сферическими (А<2) и классическими (A>2) токамаками.

Уникальный проект КТМ позволит испытывать материалы под тепловой нагрузкой на них до 20 МВт/м², что соответствует параметрам тепловых нагрузок ITER. Кроме того, оригинальные проектные решения КТМ позволяют решать множество различных задач как плазмофизического, так и инженерно-технического характера. Основные этапы реализации проекта по созданию комплекса КТМ:

2003–2007 гг. – проектирование комплекса и изготовление установки КТМ, реконструкция зданий и сооружений, монтаж энергетических подстанций и ЛЭП, начало монтажа основных технологических и инженерных систем комплекса;

2008–2010 гг. – монтаж установки КТМ на штатном месте, продолжение монтажа основных технологических и инженерных систем;

2011–2015 гг. – корректировка ТЭО и ПСД проекта, разработка пакета документов по реализации ПНР и работ по вводу комплекса КТМ в эксплуатацию, поиск источника финансирования для реализации оставшихся работ по проекту;

2016–2018 гг. – завершение оставшихся строительно- монтажных работ, начало пуско-наладочных работ;

2019 г. – передача комплекса КТМ на баланс РГП НЯЦ РК как объекта незавершенного строительства, завершение пуско-наладочных работ и ввод объекта в эксплуатацию.

9 июня 2017 г. в преддверии открытия международной выставки ЭКСПО-2017 «Энергия будущего» был успешно реализован 1-й этап физического пуска токамака КТМ, а 20 ноября 2019 г. был получен плазменный разряд, удовлетворяющий требованиям второго и заключительного этапа физического пуска установки КТМ. На данном этапе проведена демонстрация работоспособности установки токамак КТМ с получением плазмы в омическом режиме на пониженных параметрах с участием всех штатных технологических систем комплекса. В работе приняли участие специалисты НЯЦ РК и Российской Федерации. Реализация проекта по созданию стендового комплекса казахстанского материаловедческого токамака КТМ позволила Республике Казахстан войти в 10-ку стран, обладающих передовыми исследовательскими установками термоядерного синтеза подобного масштаба. Благодаря своим уникальным техническим характеристикам, не имеющим на сегодняшний день аналогов в мире, токамак КТМ максимально востребован международным научным сообществом.

В настоящее время на стендовом комплексе казахстанского материаловедческого токамака КТМ в рамках реализации бюджетной НТП РК «Научно-техническое обеспечение экспериментальных исследований на казахстанском материаловедческом токамаке КТМ» проводятся исследования, направленные на улучшение параметров плазменного разряда на установке КТМ с целью выхода на проектные (номинальные) режимы её работы, развитие и продвижение технологий управляемого термоядерного синтеза, фундаментальной науки в области физики плазмы, материаловедения, а также соответствующих прикладных технологий в обеспечение создания и эксплуатации термоядерных реакторов будущего. Работы на токамаке КТМ реализуются в тесном сотрудничестве со странами СНГ (в частности, с Российской Федерацией) в рамках Соглашения стран СНГ о совместном использовании токамака КТМ, подписанного на заседании Совета глав правительств СНГ в г. Казани 26 мая 2017 года шестью странами: Россией, Республиками Казахстан, Беларусь, Армения, Киргизстан и Таджикистан. Немаловажным событием стало также подписание 11 июня 2017 года в г. Астана Соглашения о сотрудничестве между Национальным ядерным центром Республики Казахстан и Международной организацией ITER. В настоящее время в рамках данного Соглашения реализованы 2 коммерческих контракта и проведена конкретная работа по испытанию на исследовательской базе РГП НЯЦ РК материалов и оборудования, используемого при создании установки ITER. В стадии подготовки и обсуждения находится следующий коммерческий контракт.