Разработки политехников для термоядерной энергетики

Значимым объектом исследований является сферический токамак «Глобус-М2». Молодые исследователи из Высшей школы фундаментальных физических исследований и Научной лаборатории перспективных методов исследования плазмы сферических токамаков предложили методы диагностики его параметров.

Аспирант Дмитрий Коробко представил метод гелиевой изображающей спектроскопии. Его суть — инжекция нейтрального гелия в периферийную область плазмы (SOL). Анализируя свечение атомов гелия, можно с высочайшей точностью определять концентрацию и температуру электронов.

Магистрант Арсений Токарев сосредоточился на диагностике допплеровского обратного рассеяния — мощном инструменте для измерения микромасштабных турбулентностей в плазме. Он разработал специализированный программный код для трассировки луча в сложной магнитной конфигурации «Глобус-М2». Работа отмечена именной стипендией Физико-механического института.

Если «Глобус-М2» — это исследовательская площадка, то Международный экспериментальный термоядерный реактор (ИТЭР) — уже индустриальный гигант. Его диагностические системы работают в экстремальных условиях. Сотрудники Высшей школы механики и процессов управления и Передовой инженерной школы «Цифровой инжиниринг» представили серию докладов, посвященных прочности и долговечности конструкций.

Доцент Алексей Новокшенов обобщил результаты комплексного моделирования и оптимизации диагностической системы HFS-Reflectometry для ИТЭР. Эта работа — пример того, как цифровые двойники позволяют проверить и улучшить конструкцию еще до ее физического воплощения.

Инженеры-исследователи Филипп Шаделко и Иван Кириенко провели анализ устойчивости диагностических портов ИТЭР к мощным электромагнитным ударам, возникающим при срыве плазмы. Их расчеты доказывают работоспособность предложенных решений в самых суровых условиях.

Отдельной серьезной проблемой является рэтчетинг — опасное явление неограниченного накопления пластических деформаций при циклическом нагружении. Доклад доцента Виктора Модестова был посвящен анализу этого эффекта для компонентов диагностик ИТЭР, что крайне важно для гарантии их безопасности на протяжении всего жизненного цикла.

Представленные разработки — результат тесной кооперации с ведущими научными центрами России, такими как Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе и Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.

Свои результаты исследователи обсудили на ХXI Всероссийской конференции «Диагностика высокотемпературной плазмы», которая прошла в Сочи. Мероприятие стало площадкой для обмена опытом с ведущими специалистами страны в области термоядерных исследований и укрепления научно-технического сотрудничества для реализации масштабных проектов, определяющих будущее мировой энергетики.