20 Февраля 2020 15:00

Ученые ВНИИНМ им. А.А. Бочвара по заданию АО «ТВЭЛ» завершили разработку конструкции и технологии изготовления сверхпроводящих проводов для магнитной системы российского демонстрационного гибридного источника нейтронов на основе токамака (ДЕМО-ТИН).

Опытные партии ниобий-оловянного стренда диаметром 1,0 мм были изготовлены методом «внутренний источник олова» и успешно прошли приемочные испытания на соответствие техническим требованиям АО «НИИЭФА» — разработчика магнитной системы ДЕМО-ТИН. Приемочная комиссия в составе специалистов АО «ТВЭЛ», НИЦ «Курчатовский институт», АО «НИИЭФА», АО «ВНИИНМ» и АО ЧМЗ подтвердила высокое качество стрендов, а также перспективность использования сверхпроводников, разрабатываемых АО «ВНИИНМ», в будущих установках управляемого термоядерного синтеза.

В центральном соленоиде и тороидальных катушках магнитной системы этих установок необходимы сверхпроводящие стренды с токонесущей способностью более 1100 ампер на квадратный миллиметр в поле с магнитной индукцией 12 тесла (по проводу без учета стабилизирующей меди). Это существенно выше характеристик стрендов, ранее разработанных АО «ВНИИНМ» для использования в  магнитной системе токамака ИТЭР (Международного исследовательского термоядерного реактора).

Отличительная особенность конструкции нового провода – применение общего барьера, который отделяет группу многоволоконных элементов от внешней медной стабилизирующей оболочки. В свою очередь, каждый многоволоконный субэлемент состоит из множества ниобиевых волокон, расположенных в медной матрице, а также источника олова. Для увеличения токонесущей способности ниобий-оловянного стренда каждое волокно легировано титаном. Сведения, полученные в результате разработки провода, отнесены к секрету производства (ноу-хау) АО «ТВЭЛ».

«Решения, примененные в конструкции многоволоконных заготовок, обеспечили высокие характеристики сверхпроводящего провода, а также необходимую технологичность его производства в промышленных масштабах», – отметил директор Департамента по научно-технической деятельности неядерных производств АО «ТВЭЛ» Сергей Зернов.

«Разработка ВНИИНМ – серьезный шаг к созданию провода для  применения в магнитных системах установок управляемого термоядерного синтеза типа ДЕМО-ТИН. Создана и опробована технология, позволяющая производить такую продукцию в необходимом количестве. Дальнейшим шагом могут стать  разработки, направленные на оптимизацию характеристик стрендов под конкретные проекты», – отметил научный руководитель перспективного научно-технологического направления «Сверхпроводимость» Госкорпорации  «Росатом», заместитель генерального директора АО «НИИЭФА» Игорь Родин.

В настоящее время в мире активно ведутся исследования в области управляемого термоядерного синтеза. Одним из направлений этой работы является проектирование и строительство гибридных установок синтеза-деления, к которым относится ДЕМО-ТИН. Предполагается, что подобные установки также могут быть использованы для наработки делящихся материалов и трансмутации отработавшего ядерного топлива (так называемого «дожигания» минорных актинидов – радиоактивных продуктов деления в облученном топливе).

Для справки:

Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» включает предприятия по фабрикации ядерного топлива, конверсии и обогащению урана, производству стабильных изотопов, производству газовых центрифуг, а также научно-исследовательские и конструкторские организации. Является единственным поставщиком ядерного топлива для российских АЭС. Топливная компания Росатома «ТВЭЛ» обеспечивает ядерным топливом 73 энергетических реактора в 13 странах мира, исследовательские реакторы в восьми странах мира, а также транспортные реакторы российского атомного флота. Каждый шестой энергетический реактор в мире работает на топливе, изготовленном ТВЭЛ. www.tvel.ru

Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара (АО «ВНИИНМ»; г. Москва) – ведущий научно-исследовательский институт по разработке технологий ядерного топливного цикла и по проблемам материаловедения. Входит в состав Топливной компании «ТВЭЛ» Госкорпорации «Росатом». www.bochvar.ru

НИИЭФА им. Д.В. Ефремова (АО «НИИЭФА»; г. Санкт-Петерубрг) – предприятие Госкорпорации «Росатом», ведущий научный, проектно-конструкторский и производственный центр России по созданию электрофизических установок и комплексов для решения научных и прикладных задач в области физики плазмы, физики элементарных и заряженных частиц, радиационной медицины, радиационных и энергетических технологий, интроскопии и др. Созданные в институте установки успешно эксплуатируются во многих научных организациях и на промышленных предприятиях России, стран СНГ, Болгарии, Венгрии, Германии, Египта, Индии, Китая, Кубы, США, Финляндии, Франции, Японии, КНДР, Республики Корея.www.niiefa.spb.su

Источник

 Топливная компания «ТВЭЛ»