俄罗斯 AA Bochvar 无机材料研究所(VNIINM - Rosatom 燃料公司 TVEL 的一部分)开发了一种氚循环技术的基本版本,用于在特洛伊茨克创新和热核研究所(TRINITI)的强场托卡马克(TSP)现代化。这项工作是在联邦项目“受控热核聚变技术和创新等离子体技术开发”的框架内进行的,这是“开发设备、技术和研究使用原子能直至2024”。

“聚变反应堆基础设施的关键系统之一是技术氚循环。在实验中使用氘-氘燃料混合物会导致氚的产生。有必要从使用过的等离子体中清除氚,以确保 TSP 的可操作性。这是技术氚循环的任务,”托卡马克反应堆物理系TRINITI实验室负责人尼古拉·罗迪奥诺夫解释说。

制定了氚循环的基本工艺方案,描述了所用的主要阶段和设备,并进行了工艺参数的确认计算。该循环包括氚使用的所有阶段,从含氚废物的储存到加工和浓缩。还介绍了用于气体混合物同位素分析、氚控制和工作室空气净化的系统。

尽管 VNIINM 致力于热核能领域的研究和开发,但自 1990 年代初以来,一直没有开展氚循环的创建工作。世界各地有几十个实验性热核装置,但只有 JET(英国)和 TFTR(美国)设施用于使用氘氚等离子体进行测试。所有其他实验都使用稳定的氢同位素。

然而,使用氘-氚混合物作为燃料对于实现未来热核动力工程所需的热核燃烧机制至关重要。用含氚的氢同位素混合物进行的实验可以验证未来热核装置的技术和经济参数。因此,创建氚技术循环的工作对于俄罗斯和世界范围内正在进行的热核聚变领域的研究极为重要。

“在不久的将来,计划继续这项工作,包括开发初步设计,到 2024 年,完成氚复合物的设计文件。这将需要对正在开发的所有节点进行逐步检查。鉴于与研究量相比,该设施将储存和使用大量氚,因此每个阶段都必须保证运行安全。到 2030 年,所有已经取得的发展都应该体现在真正托卡马克的工业氚循环中,”VNIINM 同位素和同位素产品生产技术和设备开发部门负责人亚历山大·阿尼金说