Ученые из петербургского Политеха совместно с коллегами из КНР моделируют самый большой в мире токамак нового поколения



Научная группа из Санкт-Петербургского политехнического университета (СПбПУ) Петра Великого на базе представительства этого вуза в Шанхае уже много лет работает над решением одной из основных проблем управляемого термоядерного синтеза — взаимодействия горячей термоядерной плазмы с материальными поверхностями установки токамака. Действующие реакторы ядерные, а ученые создают термоядерный высокотехнологичный реактор, который дает чистую, потенциально бесконечную энергию.

Токамак — это установка магнитного удержания плазмы для достижения условий, необходимых для реакции управляемого термоядерного синтеза. Токамак нацелен на демонстрацию на начальном этапе производства энергии термоядерного синтеза до 200 МВт и в конечном итоге на достижение уровня мощности в 1 ГВт.

Конструкция нового токамака и режимы его работы будут выбраны на основании расчетов, сделанных группой из Политеха совместно с коллегами из Научно-технического университета Китая и Института физики плазмы Академии наук города Хэфей. В 2025 году исследователи рассчитывают получить управляемую термоядерную реакцию с положительным выходом энергии, а запустить токамак планируется в 2030 году.

Профессор Высшей школы фундаментальных физических исследований СПбПУ Владимир Рожанский отметил, что в рамках работы по созданию самого большого в мире токамака-реактора следующего поколения научная группа Политехнического университета занимается расчетами пристеночной плазмы: каким образом и какие примеси будут поступать в реактор, как будет перераспределяться мощность, которая идет из центральной зоны, и т.д.

«На основе расчетов ученых Политеха наши китайские коллеги определяют, как именно конструировать свой реактор и его элементы. Этот токамак, как и международный термоядерный реактор — это потенциальные источники энергии будущего, причем практически неиссякаемые», — подчеркнул Владимир Рожанский.

Представительство СПбПУ в Шанхае продвигает деятельность Политехнического университета в Китае и других странах Азиатско-Тихоокеанского региона как в сфере образования, так и в сфере науки. Сегодня в число партнеров Политехнического университета входит более 40 китайских университетов, свыше 20 индустриальных компаний и научных институтов, соглашения о сотрудничестве заключены с администрацией города Шанхай, а также рядом провинций КНР: Цзянсу, Шаньдун, Хэбэй.

На образовательных программах СПбПУ обучается более 2 тысяч студентов и аспирантов из КНР, что составляет 20% от общего числа иностранных студентов. Для укрепления образовательного сотрудничества на территории КНР создан ряд совместных структур: Учебно-методический центр русского языка на базе Цзянсусского педагогического университета, Совместный инженерный институт СПбПУ и Цзянсусского педагогического университета, Международный центр стажировок «ТУ Сиань – Политех» с Сианьским технологическим университетом.

В рамках структурного подразделения развивается проектная деятельность: благодаря своему представительству в Шанхае Политех победил в номинации по разработке системы диагностики высоковольтного электрооборудования для китайских мегаполисов, став единственным иностранным лауреатом международного конкурса научно-исследовательских проектов. В рамках проекта ученые СПбПУ разрабатывают и исследуют оптимальные по быстродействию и точности цифровые модели гибридных электроэнергетических систем с импульсными преобразовательными устройствами на базе высоковольтных многоуровневых конвертеров.

Кроме того, научная группа разрабатывает методики моделирования и исследования нестационарных режимов гибридной электросети для выявления характерных признаков нарушения надежности, безопасности и качества передачи электроэнергии. В дальнейшем планируется экспериментально проверить эффективность цифровых моделей и к 2025 году разработать лабораторный образец устройства быстродействующей защиты многоуровневой распределительной электрической сети постоянного и переменного тока.

Читать также