Создать промышленный реактор, который будет генерировать электроэнергию, используя реакции слияния ядер изотопов водорода, в частности дейтерия и трития – это основная цель большинства мировых исследований в области управляемого термоядерного синтеза.
Предполагается, что высокоэнергетичные нейтроны, которые рождаются в ходе реакций, будут попадать в бланкет реактора, где отдадут свою энергию теплоносителю или поучаствуют в наработке трития из лития. Однако если в бланкет загрузить различные виды ядерного топлива, например уран-238, торий-232 или минорные актиниды из отработанного топлива, то получится гибридный реактор, который будет способен вырабатывать ядерное топливо или заниматься трансмутацией долгоживущих высокоактивных отходов. Подобные установки привлекательны для ученых, так как требования к ним ниже, чем к термоядерным реакторам.
Основные параметры нового токамака, большой радиус R=1,5 м и малый радиус a=0,5 м, достижимая плотность1020 частиц на кубометр, максимальный ток плазмы в 2 МА и достижимые температуры электронов и ионов 5-9 кэВ.
Токамак Т-15МД - это модифицированная версия комплекса сверхпроводящего токамака Т-15, работавшего в Курчатовском институте с конца 1980-х годов. По техническим параметрам она не имеет аналогов в мире. Ее уникальность - в сочетании высокой мощности с компактными размерами.
Ожидается, что на токамак Т-15МД будут проводиться как эксперименты в рамках проекта термоядерного реактора ITER, так и эксперименты в рамках разработки гибридного реактора, токамак будет выступать как прототип термоядерного источника нейтронов.
18 мая 2021 года в Курчатовском институте прошла церемония физического пуска термоядерной установки Т-15МД. Физический пуск подразумевает собой демонстрацию работоспособности всех технологических систем токамака с получением низкотемпературной плазмы.
В дальнейшая работа на установке будет связана с постепенным увеличением тока разряда, и, как следствие, температуры плазмы. Эксперименты с высокотемпературной плазмой начнутся уже в этом году.
Т-15МД не является сверхпроводящим — его магнитная система сделана из серебросодержащего медного проводника с водяным охлаждением. Сам токамак близок к сферомаку (его аспектное отношение равно 2,2), будет работать в импульсном режиме и способен удерживать в течение десяти секунд плазму с максимальным током в два мегаампера. Тороидальное магнитное поле на оси плазменного шнура составит два тесла. За дополнительный нагрев плазмы будут отвечать инжекторы быстрых атомов, гиротроны, системы нижнегибридного и ионно-циклотронного нагрева, общей мощностью около 20 мегаватт. Вакуумная камера установки сделана из нержавеющей стали, в качестве материала облицовки внутренних стенок и дивертора выбран графит.
Результаты, полученные на токамак Т-15МД, будут использоваться при разработке будущего сверхпроводящего токамака с реакторными технологиями (TRT), который должен стать полномасштабным прототипом термоядерного реактора и источника нейтронов для гибридного реактора.
