Новосибирск. 21 августа. ИНТЕРФАКС - Специалисты Института ядерной физики им.Г.И.Будкера (ИЯФ СО РАН) совместно с компаниями "Полема" (Тула) и "Оптикон" (Новосибирск) разработали и изготовили высокоэффективные комбинированные геттерные (газопоглощающие) насосы, которые способны создавать глубокий вакуум до 10 -11 Торр, сообщает пресс-служба ИЯФ СО РАН.
"В настоящий момент физики ИЯФ СО РАН исследуют возможности вакуумных насосов в плазменных установках. Работы носят поисковый характер, но предварительные испытания прототипов геттерных насосов продемонстрировали скорость откачки водорода 1300 л/с, а дейтерия - 700 л/с", - говорится в сообщении.
Отмечается, что 800 геттерных насосов также будут установлены в накопительном кольце строящегося под Новосибирском синхротрона "Сибирский кольцевой источник фотонов" (СКИФ) для предотвращения столкновений электронов с атомами остаточного газа и обеспечения параметров электронного пучка.
На накопительном кольце ЦКП "СКИФ" в основном будут установлены сосредоточенные насосы на базе нераспыляемых геттеров. Они изготавливаются из химически активных металлов, таких как титан, цирконий, ванадий и их сплавы, и обычно формируются в виде прессованных или спеченных порошков.
В мире основным производителем подобных насосов является итальянская компания SAES Getters, их геттеры работают, например, на установках в Европейском центре ядерных исследований (ЦЕРН, Швейцария), разработка российского насоса велась с 2020 года.
Что касается плазменных установок, говорится в сообщении, обычно используются крионасосы, однако уже сейчас специалисты SAES Getters проектируют геттерные насосы и проводят их испытания для установки термоядерного реактора DEMO, который в будущем должен вырасти из проекта Международного экспериментального термоядерного реактора ITER во Франции.
"Разумеется, менять крионасосы на геттеры в существующих в ИЯФе плазменных установках не планируется, но, например, рассмотреть возможность их использования в проекте Газодинамической магнитной ловушки (ГДМЛ), который реализуется в нашем Институте, вполне реально", - отмечает старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Алексей Семенов.
В открытых ловушках, к которым относится установка ГДМЛ, поток водородной плазмы вытекает из центральной секции через магнитные "пробки", расширяется вместе с силовыми линиями магнитного поля и попадает на плазмоприемники, при столкновении с которыми ионы плазмы нейтрализуются.
Повторная ионизация образующегося в результате газа (водорода) может приводить к накоплению холодной плазмы вблизи плазмоприемников, что ухудшает эффективность работы установки. Поэтому образующийся газ должен удаляться системой откачки.
В отличие от действующих в настоящее время в ИЯФ исследовательских установок в ГДМЛ планируется работа в режиме очень длинных (до 100 секунд) импульсов, и система откачки должна обеспечить эффективный захват большого потока водорода в течение всего этого времени.
ГДМЛ - это магистральный проект по физике плазмы ИЯФ СО РАН. Планируется, что ГДМЛ продемонстрирует возможность проектирования компактного, экономически и экологически привлекательного термоядерного реактора на основе магнитных ловушек открытого типа.
В ИЯФ СО РАН работает над созданием прототипа термоядерного реактора собственной конструкции, в котором для удержания плазмы используется открытая, то есть, незамкнутая магнитная ловушка. Этот подход для управляемой термоядерной реакции предложил еще в 1950-е гг. основатель ИЯФ Герш Будкер. Устройство получило название "пробкотрон Будкера", оно является альтернативой "токамаку", в котором плазма удерживается электромагнитным полем в камере, имеющей форму тора.
В институте уже действует четыре экспериментальные установки такого типа - КОТ (компактный осесимметричный тороид), ГДЛ (газодинамическая ловушка), ГОЛ-NB (гофрированная ловушка - Neutral beams) и СМОЛА (спиральная магнитная открытая ловушка).