Опубликовано 30.05.2025 13:05
Специалисты кафедры физики плазмы НИЯУ МИФИ разработали программное обеспечение, которое моделирует поведение лития и других металлов, применяемых в качестве жидкометаллических оболочек внутри термоядерных реакторов-токамаков. Об этом сообщила пресс-служба университета.
Как пояснил доцент НИЯУ МИФИ Евгений Маренков, большинство современных экспериментальных термоядерных установок оснащены цельнометаллическими внутренними поверхностями. Например, внутренняя часть международного реактора ITER будет выполнена из вольфрама. Однако переход к промышленным реакторам с такими поверхностями может столкнуться с проблемами: твердая металлическая стенка может повреждаться при взаимодействии с плазмой и потребует регулярного ремонта. В качестве альтернативы ученые рассматривают самовосстанавливающиеся поверхности из жидкого металла, текущего вдоль стенок установки. Основными кандидатами на роль такого покрытия выступают литий, олово и их сплавы.
Новая программа, созданная в МИФИ, представляет собой модуль для уже существующего кода SOLPS-ITER, используемого в проекте ITER для моделирования пристеночной плазмы и дивертора.
«Раньше в этом коде не было возможности моделировать жидкометаллические элементы. Нам первым удалось решить эту задачу. Мы разработали модуль, который позволяет полноценно моделировать пристеночную плазму токамака с литиевым покрытием», — отметил Маренков.
Сейчас в МИФИ проводятся расчеты поведения лития для токамака Т-15МД, работающего в Курчатовском институте.
«Расчеты показывают, что литиевое покрытие снижает нагрузку на элементы, контактирующие с плазмой, благодаря эффекту экранирования. Однако есть и сложности: в некоторых режимах значительное количество лития испаряется и попадает в плазму, что негативно сказывается на ее состоянии. Нам нужно найти способ лучше удерживать литий в диверторе, чтобы покрытие стало по-настоящему эффективным», — добавил ученый.
Разработанная система моделирования будет использоваться в российском проекте ТРТ (Токамак с Реакторными Технологиями), который включает литиевую программу.
«Жидкометаллические покрытия — это вполне реальная перспектива», — заключил Евгений Маренков.
