Qui construit un réacteur thermonucléaire ? Iter : comment est créé le premier réacteur thermonucléaire expérimental international

L'humanité se rapproche progressivement de la frontière de l'épuisement irréversible des ressources terrestres en hydrocarbures. Nous extrayons du pétrole, du gaz et du charbon des entrailles de la planète depuis près de deux siècles, et il est déjà clair que leurs réserves s'épuisent à une vitesse fulgurante. Les principaux pays du monde réfléchissent depuis longtemps à la création d'une nouvelle source d'énergie, respectueuse de l'environnement, sûre du point de vue de son fonctionnement, dotée d'énormes réserves de carburant.

Réacteur à fusion

Aujourd'hui, on parle beaucoup de l'utilisation de types d'énergie dits alternatifs - des sources renouvelables sous forme de photovoltaïque, d'énergie éolienne et d'hydroélectricité. Il est évident qu'en raison de leurs propriétés, ces directions ne peuvent servir que de sources auxiliaires d'approvisionnement en énergie.

Comme perspective à long terme pour l’humanité, seule une énergie basée sur des réactions nucléaires peut être envisagée.

D’une part, de plus en plus d’États s’intéressent à la construction de réacteurs nucléaires sur leur territoire. Mais cela reste un problème urgent pour Pouvoir nucléaire est le traitement et l'élimination des déchets radioactifs, ce qui affecte les indicateurs économiques et environnementaux. Au milieu du XXe siècle, les plus grands physiciens du monde, à la recherche de nouveaux types d'énergie, se sont tournés vers la source de la vie sur Terre - le Soleil, au fond duquel, à une température d'environ 20 millions de degrés, des réactions de synthèse (fusion) d’éléments légers s’effectuent avec libération d’une énergie colossale.

Les spécialistes nationaux ont été les mieux placés pour développer une installation permettant de mettre en œuvre des réactions de fusion nucléaire dans des conditions terrestres. Les connaissances et l'expérience dans le domaine de la fusion thermonucléaire contrôlée (CTF), acquises en Russie, ont constitué la base du projet, qui est, sans exagération, l'espoir énergétique de l'humanité - le réacteur thermonucléaire expérimental international (ITER), en cours de réalisation. construit à Cadarache (France).

Histoire de la fusion thermonucléaire

Les premières recherches thermonucléaires ont commencé dans les pays travaillant sur leur nucléaire programme de défense. Cela n'est pas surprenant, car à l'aube de l'ère atomique, l'objectif principal de l'apparition des réacteurs à plasma de deutérium était la recherche. processus physiques dans le plasma chaud, dont la connaissance était nécessaire, entre autres, à la création d'armes thermonucléaires. Selon des données déclassifiées, l’URSS et les États-Unis ont commencé presque simultanément dans les années 1950. travailler sur l'UTS. Mais, en même temps, il existe des preuves historiques selon lesquelles, dès 1932, le vieux régime révolutionnaire et ami proche Le leader du prolétariat mondial, Nikolaï Boukharine, qui occupait alors le poste de président du comité du Conseil économique suprême et suivait le développement de la science soviétique, a proposé de lancer dans le pays un projet visant à étudier les réactions thermonucléaires contrôlées.

L’histoire du projet thermonucléaire soviétique n’est pas sans faits amusants. Le futur académicien célèbre et créateur de la bombe à hydrogène, Andrei Dmitrievich Sakharov, s'est inspiré de l'idée de l'isolation thermique magnétique du plasma à haute température à partir d'une lettre d'un soldat armée soviétique. En 1950, le sergent Oleg Lavrentyev, qui a servi à Sakhaline, a été envoyé au Comité central de l'Union parti communiste une lettre dans laquelle il proposait d'utiliser dans Bombe à hydrogène du deutéride de lithium-6 au lieu du deutérium et du tritium liquéfiés, et crée également un système de confinement électrostatique du plasma chaud pour une fusion thermonucléaire contrôlée. La lettre a été examinée par le jeune scientifique Andrei Sakharov, qui a écrit dans sa critique qu'il "estime nécessaire d'avoir une discussion détaillée du projet du camarade Lavrentiev".

Déjà en octobre 1950, Andrei Sakharov et son collègue Igor Tamm faisaient les premières estimations d'un réacteur thermonucléaire magnétique (MTR). La première installation toroïdale à forte résistance longitudinale champ magnétique, basé sur les idées de I. Tamm et A. Sakharov, a été construit en 1955 à LIPAN. Il s'appelait TMP - un tore avec un champ magnétique. Les installations ultérieures étaient déjà appelées TOKAMAK, d'après la combinaison des syllabes initiales dans la phrase « TORIDAL CHAMBER MAGNETIC COIL ». Dans sa version classique, un tokamak est une chambre toroïdale en forme de beignet placée dans un champ magnétique toroïdal. De 1955 à 1966 À l'Institut Kurchatov, 8 installations de ce type ont été construites, sur lesquelles de nombreuses études différentes ont été réalisées. Si avant 1969, un tokamak n'était construit en dehors de l'URSS qu'en Australie, alors au cours des années suivantes, ils ont été construits dans 29 pays, dont les États-Unis, le Japon, les pays européens, l'Inde, la Chine, le Canada, la Libye et l'Égypte. Au total, environ 300 tokamaks ont été construits à ce jour dans le monde, dont 31 en URSS et en Russie, 30 aux États-Unis, 32 en Europe et 27 au Japon. En fait, trois pays – l’URSS, la Grande-Bretagne et les États-Unis – étaient engagés dans une compétition tacite pour savoir qui serait le premier à exploiter le plasma et à commencer réellement à produire de l’énergie « à partir de l’eau ».

L'avantage le plus important d'un réacteur thermonucléaire est la réduction du risque biologique radiologique d'environ mille fois par rapport à tous les réacteurs nucléaires modernes.

Un réacteur thermonucléaire n’émet pas de CO2 et ne produit pas de déchets « lourds ». déchet radioactif. Ce réacteur peut être placé n'importe où, n'importe où.

Une étape d'un demi-siècle

En 1985, l'académicien Evgeniy Velikhov, au nom de l'URSS, a proposé que des scientifiques d'Europe, des États-Unis et du Japon travaillent ensemble pour créer un réacteur thermonucléaire, et déjà en 1986 à Genève, un accord a été conclu sur la conception de l'installation, qui plus tard a reçu le nom d'ITER. En 1992, les partenaires ont signé un accord quadripartite pour développer une conception technique du réacteur. La première étape de la construction devrait être achevée d'ici 2020, date à laquelle il est prévu de recevoir le premier plasma. En 2011, de véritables travaux de construction ont débuté sur le site d'ITER.

La conception d’ITER suit le tokamak russe classique, développé dans les années 1960. Il est prévu qu'au premier étage le réacteur fonctionnera en mode pulsé avec une puissance de réactions thermonucléaires de 400 à 500 MW, au deuxième étage le fonctionnement continu du réacteur, ainsi que le système de reproduction du tritium, seront testés .

Ce n'est pas pour rien que le réacteur ITER est appelé l'avenir énergétique de l'humanité. Premièrement, c'est le plus grand du monde projet scientifique, car sur le territoire de la France, presque le monde entier le construit : l'UE + la Suisse, la Chine, l'Inde, le Japon, la Corée du Sud, la Russie et les États-Unis y participent. L'accord sur la construction de l'installation a été signé en 2006. Les pays européens contribuent à environ 50 % du financement du projet, la Russie représente environ 10 % du montant total, qui sera investi sous forme d'équipements de haute technologie. Mais la contribution la plus importante de la Russie réside dans la technologie tokamak elle-même, qui constitue la base du réacteur ITER.

Deuxièmement, ce sera la première tentative à grande échelle d’utiliser la réaction thermonucléaire qui se produit dans le Soleil pour produire de l’électricité. Troisièmement, ceci travail scientifique devrait apporter des résultats très pratiques, et d'ici la fin du siècle, le monde attend l'apparition du premier prototype de centrale thermonucléaire commerciale.

Les scientifiques supposent que le premier plasma du réacteur thermonucléaire expérimental international sera produit en décembre 2025.

Pourquoi le monde entier a-t-il littéralement commencé à construire un tel réacteur ? communauté scientifique? Le fait est que de nombreuses technologies qui devraient être utilisées dans la construction d’ITER n’appartiennent pas à tous les pays à la fois. Un État, même le plus développé en termes scientifiques et techniques, ne peut pas disposer immédiatement d'une centaine de technologies du plus haut niveau mondial dans tous les domaines technologiques, utilisées dans un projet aussi high-tech et révolutionnaire qu'un réacteur thermonucléaire. Mais ITER regroupe des centaines de technologies similaires.

La Russie dépasse le niveau mondial dans de nombreuses technologies de fusion thermonucléaire. Mais, par exemple, les scientifiques nucléaires japonais possèdent également des compétences uniques dans ce domaine, qui sont tout à fait applicables dans ITER.

Par conséquent, dès le début du projet, les pays partenaires sont parvenus à des accords sur qui et quoi serait fourni sur le site, et sur le fait qu'il ne s'agissait pas seulement d'une coopération en ingénierie, mais d'une opportunité pour chacun des partenaires de recevoir de nouvelles technologies. des autres participants, afin de pouvoir les développer vous-même à l'avenir.

Andrey Retinger, journaliste international

ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, « International Experimental Thermonuclear Reactor ») est un projet scientifique et technique de grande envergure visant à construire le premier réacteur thermonucléaire expérimental international.

Mis en œuvre par sept partenaires principaux (Union européenne, Inde, Chine, République de Corée, Russie, USA, Japon) à Cadarache (région Provence-Alpes-Côte d'Azur, France). ITER repose sur une installation tokamak (du nom de ses premières lettres : une chambre toroïdale avec des bobines magnétiques), considérée comme le dispositif le plus prometteur pour mettre en œuvre une fusion thermonucléaire contrôlée. Le premier tokamak a été construit en Union soviétique en 1954.

L'objectif du projet est de démontrer que l'énergie de fusion peut être utilisée à l'échelle industrielle. ITER devrait générer de l'énergie grâce à une réaction de fusion avec des isotopes lourds de l'hydrogène à des températures supérieures à 100 millions de degrés.

On suppose que 1 g de combustible (un mélange de deutérium et de tritium) qui sera utilisé dans l’installation fournira la même quantité d’énergie que 8 tonnes de pétrole. La puissance thermonucléaire estimée d'ITER est de 500 MW.

Les experts disent que ce type de réacteur est beaucoup plus sûr que les réacteurs actuels centrales nucléaires(centrale nucléaire), et son combustible en quantités presque illimitées peut fournir eau de mer. Ainsi, la mise en œuvre réussie d’ITER fournira une source inépuisable d’énergie respectueuse de l’environnement.

Historique du projet

Le concept du réacteur a été développé à l'Institut de l'énergie atomique qui porte son nom. I.V. Kurchatova. En 1978, l'URSS a proposé l'idée de mettre en œuvre le projet à l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA). Un accord pour la mise en œuvre du projet a été conclu en 1985 à Genève lors de négociations entre l'URSS et les États-Unis.

Le programme a ensuite été approuvé par l'AIEA. En 1987, le projet a reçu son nom actuel et en 1988, un organe directeur a été créé : le Conseil ITER. En 1988-1990 Des scientifiques et ingénieurs soviétiques, américains, japonais et européens ont réalisé une étude conceptuelle du projet.

Le 21 juillet 1992, à Washington, l'UE, la Russie, les États-Unis et le Japon ont signé un accord sur le développement du projet technique ITER, qui s'est achevé en 2001. En 2002-2005. La Corée du Sud, la Chine et l'Inde ont rejoint le projet. L'accord pour la construction du premier réacteur expérimental international à fusion a été signé à Paris le 21 novembre 2006.

Un an plus tard, le 7 novembre 2007, un accord est signé sur le chantier de construction d'ITER, selon lequel le réacteur sera implanté en France, au centre nucléaire de Cadarache près de Marseille. Le centre de contrôle et de traitement des données sera situé à Naka (préfecture d'Ibaraki, Japon).

La préparation du chantier de Cadarache a débuté en janvier 2007 et la construction à grande échelle a débuté en 2013. Le complexe sera implanté sur une superficie de 180 hectares. Le réacteur, haut de 60 m et pesant 23 000 tonnes, sera implanté sur un site de 1 km de long et 400 m de large. Les travaux de construction sont coordonnés par l'Organisation internationale ITER, créée en octobre 2007.

Le coût du projet est estimé à 15 milliards d'euros, dont l'UE (à travers Euratom) représente 45,4%, et six autres participants (dont la Fédération de Russie) contribuent à hauteur de 9,1% chacun. Depuis 1994, le Kazakhstan participe également au projet dans le cadre du quota russe.

Les éléments du réacteur seront livrés par bateau jusqu'à la côte méditerranéenne française et de là transportés par caravanes spéciales jusqu'à la région de Cadarache. À cette fin, en 2013, des tronçons de routes existantes ont été considérablement rééquipés, des ponts ont été renforcés, de nouveaux passages à niveau et des voies au revêtement particulièrement résistant ont été construits. Entre 2014 et 2019, au moins trois douzaines de trains routiers très lourds devraient emprunter la route fortifiée.

Des systèmes de diagnostic plasma pour ITER seront développés à Novossibirsk. Un accord à ce sujet a été signé le 27 janvier 2014 par le directeur Organisation internationale ITER Osamu Motojima et le chef de l'agence nationale ITER en Fédération de Russie Anatoly Krasilnikov.

Le développement d'un complexe de diagnostic dans le cadre du nouvel accord est réalisé sur la base de l'Institut physico-technique du nom. A. F. Ioffé Académie russe Sci.

Il est prévu que le réacteur entre en service en 2020, les premières réactions de fusion nucléaire y seront effectuées au plus tôt en 2027. En 2037, il est prévu d'achever la partie expérimentale du projet et d'ici 2040 de passer à la production d'électricité. . Selon les prévisions préliminaires des experts, la version industrielle du réacteur sera prête au plus tôt en 2060, et une série de réacteurs de ce type ne pourra être créée que d'ici la fin du 21e siècle.

La construction scientifique la plus ambitieuse de notre époque. Comment se construit le réacteur à fusion ITER en France

La fusion thermonucléaire contrôlée est le rêve bleu des physiciens et des entreprises énergétiques qu’ils chérissent depuis des décennies. Mettre en cage un soleil artificiel est une excellente idée. "Mais le problème est que nous ne savons pas comment créer une telle boîte",- dit Lauréat du Prix Nobel Pierre Gilles de Gennes en 1991. Cependant, à la mi-2018, nous savons déjà comment y parvenir. Et nous construisons même. Les meilleurs esprits Le monde entier travaille sur le projet du réacteur thermonucléaire expérimental international ITER - l'expérience la plus ambitieuse et la plus coûteuse de la science moderne.

Un tel réacteur coûte cinq fois plus cher que le Grand collisionneur de hadrons. Des centaines de scientifiques du monde entier travaillent sur ce projet. Son financement pourrait facilement dépasser les 19 milliards d'euros, et le premier plasma ne sera libéré dans le réacteur qu'en décembre 2025. Et malgré des retards constants, des difficultés technologiques, un financement insuffisant de la part des différents pays participants, le plus grand thermonucléaire du monde " Machine à mouvement perpétuel" Est en construction. Cela présente bien plus d’avantages que d’inconvénients. Lesquels? L'histoire des plus grandioses construction scientifique Dans les temps modernes, nous commençons par la théorie.

Qu'est-ce qu'un tokamak ?

Sous l’influence d’énormes températures et de la gravité, la fusion thermonucléaire se produit dans les profondeurs de notre Soleil et d’autres étoiles. Les noyaux d'hydrogène entrent en collision, forment des atomes d'hélium plus lourds et libèrent en même temps des neutrons et grande quantitéénergie.

La science moderne est arrivée à la conclusion qu'à la température initiale la plus basse le plus grand nombre l'énergie est produite par la réaction entre les isotopes de l'hydrogène - le deutérium et le tritium. Mais trois conditions sont importantes pour cela : chaleur(environ 150 millions de degrés Celsius), une densité de plasma élevée et grand temps sa rétention.

Le fait est que nous ne pourrons pas créer une densité aussi colossale que celle du Soleil. Il ne reste plus qu'à chauffer le gaz jusqu'à l'état de plasma à des températures ultra-élevées. Mais aucun matériau ne résiste au contact d’un plasma aussi chaud. Pour ce faire, l'académicien Andrei Sakharov (sur la suggestion d'Oleg Lavrentyev) a proposé dans les années 1950 d'utiliser des chambres toroïdales (en forme de beignet creux) avec un champ magnétique qui maintiendrait le plasma. Plus tard, le terme a été inventé : tokamak.

Les centrales électriques modernes, brûlant des combustibles fossiles, se convertissent puissance mécanique(turbines torsadées, par exemple) en électricité. Les tokamaks utiliseront l'énergie de fusion, absorbée sous forme de chaleur par les parois de l'appareil, pour chauffer et produire de la vapeur, qui fera tourner les turbines.

Le premier tokamak au monde. T-1 soviétique. 1954

De petits tokamaks expérimentaux ont été construits partout dans le monde. Et ils ont prouvé avec succès qu'une personne peut créer du plasma à haute température et le maintenir dans un état stable pendant un certain temps. Mais les dessins industriels sont encore loin.

Installation du T-15. années 1980

Avantages et inconvénients des réacteurs à fusion

Typique réacteurs nucléaires fonctionnent avec des dizaines de tonnes de combustible radioactif (qui, avec le temps, se transforment en dizaines de tonnes de déchets radioactifs), alors qu'un réacteur à fusion ne nécessite que des centaines de grammes de tritium et de deutérium. Les premiers peuvent être produits dans le réacteur lui-même : les neutrons libérés lors de la synthèse vont affecter les parois du réacteur avec des impuretés de lithium, d'où apparaît le tritium. Les réserves de lithium dureront des milliers d'années. Le deutérium ne manquera pas non plus : il est produit dans le monde en dizaines de milliers de tonnes par an.

Le réacteur à fusion ne produit aucune émission gaz à effet de serre, ce qui est typique des combustibles fossiles. Et le sous-produit sous forme d’hélium-4 est un gaz inerte inoffensif.

De plus, les réacteurs thermonucléaires sont sûrs. Dans toute catastrophe, la réaction thermonucléaire s'arrêtera simplement sans aucune intervention. conséquences sérieuses Pour environnement ni de personnel, puisqu'il n'y aura rien pour soutenir la réaction de synthèse : elle nécessite des conditions trop chaudes.

Cependant, les réacteurs thermonucléaires présentent également des inconvénients. C’est d’abord la difficulté banale de déclencher une réaction auto-entretenue. Elle a besoin d'un vide profond. Les systèmes de confinement magnétique complexes nécessitent d’énormes bobines magnétiques supraconductrices.

Et n'oubliez pas les radiations. Malgré certains stéréotypes sur l'innocuité des réacteurs thermonucléaires, le bombardement de leur environnement avec les neutrons produits lors de la fusion ne peut être annulé. Ce bombardement entraîne des radiations. La maintenance du réacteur doit donc être effectuée à distance. Pour l’avenir, disons qu’après le lancement, les robots assureront directement la maintenance du tokamak ITER.

De plus, le tritium radioactif peut être dangereux s’il pénètre dans l’organisme. Certes, il suffira de veiller à son bon stockage et de créer des barrières de sécurité le long de tous les chemins possibles de sa distribution en cas d'accident. De plus, la demi-vie du tritium est de 12 ans.

Lorsque les bases minimales nécessaires de la théorie ont été posées, vous pouvez passer au héros de l'article.

Le projet le plus ambitieux de notre époque

En 1985, le premier forum a eu lieu à Genève. de longues années réunion personnelle des dirigeants de l'URSS et des États-Unis. Avant guerre froide a atteint son apogée : les superpuissances ont boycotté les Jeux olympiques, augmenté potentiel nucléaire et ils n'allaient engager aucune négociation. Ce sommet des deux pays en territoire neutre est remarquable par une autre circonstance importante. Au cours de cette réunion, le secrétaire général du Comité central du PCUS, Mikhaïl Gorbatchev, a proposé de mettre en œuvre un plan commun projet international sur le développement de l'énergie thermonucléaire à des fins pacifiques.

Un an plus tard, un accord sur le projet a été conclu entre des scientifiques américains, soviétiques, européens et japonais, et le développement de la conception du grand complexe thermonucléaire ITER a commencé. Le développement des détails techniques a été retardé, les États-Unis ont continué à quitter le projet, puis à y revenir, et la Chine, la Corée du Sud et l'Inde l'ont finalement rejoint. Les participants ont partagé les responsabilités du financement et des travaux directs, et en 2010, la préparation de la fosse pour la fondation du futur complexe a finalement commencé. Ils ont décidé de le construire dans le sud de la France, près de la ville d'Aix-en-Provence.

Alors, qu’est-ce qu’ITER ? Il s’agit d’une vaste expérience scientifique et d’un projet énergétique ambitieux visant à construire le plus grand tokamak du monde. La construction doit prouver la possibilité d'une utilisation commerciale d'un réacteur à fusion, ainsi que résoudre les problèmes physiques et technologiques émergents en cours de route.

De quoi est composé le réacteur ITER ?

Un tokamak est une chambre à vide toroïdale dotée de bobines magnétiques et d'un cryostat pesant 23 000 tonnes. Comme le montre déjà la définition, nous avons une caméra. Chambre à vide profond. Dans le cas d'ITER, il s'agira d'un volume de chambre libre de 850 mètres cubes, dans lequel il n'y aura au départ que 0,1 gramme d'un mélange de deutérium et de tritium.

1. Chambre à vide, où vit le plasma. 2. Injecteur de faisceau neutre et chauffage par radiofréquence du plasma jusqu'à 150 millions de degrés. 3. Des aimants supraconducteurs qui exploitent le plasma. 4. Couvertures protégeant la caméra et les aimants du bombardement neutronique et de l'échauffement. 5. Déviateur, qui élimine la chaleur et les produits thermiques réaction nucléaire. 6. Outils de diagnostic pour l'étude de la physique des plasmas. Comprend des manomètres et des chambres à neutrons. 7. Cryostat - un énorme thermos avec un vide profond qui protège les aimants et la chambre à vide du chauffage

Et voici à quoi ressemble une « petite » chambre à vide avec des modèles d’ouvriers à l’intérieur. Il mesure 11,4 mètres de haut et pèsera 8,5 mille tonnes avec les couvertures et le divertor.

Sur les parois intérieures de la chambre se trouvent des modules spéciaux appelés couvertures. L'eau circule à l'intérieur d'eux. Les neutrons libres s'échappant du plasma tombent dans ces couvertures et sont ralentis par l'eau. Qu'est-ce qui fait qu'il chauffe ? Les couvertures elles-mêmes protègent le reste du colosse des rayonnements thermiques, des rayons X et des neutrons du plasma déjà mentionnés.

Un tel système est nécessaire pour prolonger la durée de vie du réacteur. Chaque couverture pèse environ 4,5 tonnes, elles seront remplacées par un bras robotique tous les 5 à 10 ans environ, puisque cette première ligne de défense sera soumise à l'évaporation et au rayonnement neutronique.

Mais ce n'est pas tout. La chambre est connectée à des équipements dans la chambre, des thermocouples, des accéléromètres, les 440 blocs déjà mentionnés d'un système de couverture, des systèmes de refroidissement, un bloc de blindage, un divertor, un système magnétique de 48 éléments, des réchauffeurs de plasma à haute fréquence, un atome neutre. injecteur, etc. Et tout cela est situé à l'intérieur d'un immense cryostat de 30 mètres de haut, ayant le même diamètre et le même volume de 16 mille mètres cubes. Le cryostat garantit un vide profond et des températures ultra-froides pour la chambre du tokamak et les aimants supraconducteurs, qui sont refroidis par de l'hélium liquide à une température de -269 degrés Celsius.

Bas. Un tiers de la base du cryostat. Au total, ce « thermos » sera composé de 54 éléments

Et voici à quoi ressemble le cryostat dans le rendu. Sa production est confiée à l'Inde. Un réacteur sera assemblé à l’intérieur du « thermos »

Le cryostat est déjà en cours d'assemblage. Ici, par exemple, vous pouvez voir une fenêtre à travers laquelle des particules seront projetées dans le réacteur pour chauffer le plasma.

La production de tous ces équipements est répartie entre les pays participants. Ils travaillent par exemple sur certaines couvertures en Russie, sur le corps du cryostat en Inde et sur des segments de chambre à vide en Europe et en Corée.

Mais ce n’est en aucun cas un processus rapide. De plus, les concepteurs n’ont pas le droit à l’erreur. L'équipe ITER modélise d'abord les charges et les exigences des éléments structurels, ceux-ci sont testés sur des bancs (par exemple, sous l'influence de pistolets à plasma, comme un divertor), améliorés et modifiés, assemblés sur des prototypes et testés à nouveau avant de publier l'élément final.

Le premier corps de la bobine toroïdale. Le premier des 18 aimants géants. Une moitié a été fabriquée au Japon, l'autre en Corée

18 aimants géants en forme de D disposés en cercle pour former un mur magnétique impénétrable. À l’intérieur de chacun d’eux se trouvent 134 tours de câble supraconducteur.

Chacune de ces bobines pèse environ 310 tonnes

Mais le mettre en place est une chose. Et c’est une tout autre chose d’entretenir tout cela. À cause de haut niveau L'accès aux radiations au réacteur est interdit. Toute une famille de systèmes robotiques a été développée pour y répondre. Certains changeront les couvertures et les cassettes de déviation (pesant jusqu'à 10 tonnes), certains seront contrôlés à distance pour éliminer les accidents, certains seront basés dans les poches d'une chambre à vide équipée de caméras HD et de scanners laser pour une inspection rapide. Et tout cela doit être fait dans le vide, dans un espace étroit, avec une grande précision et en interaction claire avec tous les systèmes. La tâche est plus ardue que la réparation de l'ISS : le tokamak ITER sera le premier réacteur thermonucléaire qui générera plus d'énergie que nécessaire pour chauffer le plasma lui-même. De plus, il pourra le maintenir dans un état stable bien plus longtemps que les installations actuelles. Les scientifiques affirment que c’est précisément la raison pour laquelle un projet d’une telle envergure est nécessaire.

Avec l'aide d'un tel réacteur, les experts vont combler le fossé entre le petit réacteur actuel installations expérimentales et les centrales thermonucléaires du futur. Par exemple, le record d'énergie thermonucléaire a été établi en 1997 dans un tokamak en Grande-Bretagne - 16 MW pour 24 MW consommés, tandis qu'ITER a été conçu en vue de produire 500 MW d'énergie thermonucléaire à partir d'un apport d'énergie thermique de 50 MW.

Le tokamak testera les technologies de chauffage, de contrôle, de diagnostic, de cryogénie et de télémaintenance, soit toutes les techniques nécessaires à un prototype industriel de réacteur thermonucléaire.

La production mondiale de tritium ne suffira pas aux centrales électriques du futur. ITER développera donc également la technologie d’une couverture multiplicatrice contenant du lithium. Le tritium en sera synthétisé sous l'influence de neutrons thermonucléaires.

Il ne faut cependant pas oublier que cette expérience, même si elle est coûteuse, reste une expérience. Le Tokamak ne sera pas équipé de turbines ou d'autres systèmes permettant de convertir la chaleur en électricité. Autrement dit, il n’y aura pas d’échappement commercial sous forme de production directe d’énergie. Pourquoi? Parce que cela ne ferait que compliquer le projet d’un point de vue technique et le rendre encore plus coûteux.

Le schéma de financement est assez confus. Au stade de la construction, de la création du réacteur et des autres systèmes du complexe, environ 45 % des coûts sont supportés par les pays de l'UE, les participants restants - 9 % chacun. Toutefois, la majorité des contributions sont « en nature ». La plupart des composants sont fournis à ITER directement par les pays participants.

Ils arrivent en France par voie maritime, et du port au chantier sont acheminés par une route spécialement aménagée par le gouvernement français. Le pays a dépensé 110 millions d'euros et 4 ans de travaux sur les 104 km du chemin ITER. Le parcours a été élargi et renforcé. Le fait est que d’ici 2021, 250 convois transportant d’énormes marchandises y passeront. Les pièces les plus lourdes atteignent 900 tonnes, les plus hautes - 10 mètres, les plus longues - 33 mètres.

ITER n'est pas encore mis en service. Cependant, il existe déjà un projet de centrale nucléaire à fusion DEMO, dont le but est de démontrer l'attrait de l'utilisation commerciale de cette technologie. Ce complexe devra générer en continu (et non en impulsion, comme ITER) 2 GW d’énergie.

Le calendrier du nouveau projet mondial dépend du succès d'ITER, mais selon le plan 2012, le premier lancement de DEMO n'aura pas lieu avant 2044.

Le projet international de réacteur thermonucléaire expérimental ITER a débuté en 2007. Elle est située à Cadarache, dans le sud de la France. la tâche principale ITER, selon ceux qui ont conçu et mis en œuvre le projet, doit démontrer les possibilités d'utilisation commerciale de la fusion thermonucléaire.

ITER est une initiative scientifique internationale stratégique ; plus de 30 pays participent à sa mise en œuvre.

« Nous sommes au cœur même d’un futur réacteur à fusion. Son poids est de trois Tours Eiffel, UN superficie totale il y aura 60 terrains de football", rapporte le journaliste d'euronews Claudio Rocco.

Un réacteur de fusion ou installation toroïdale de confinement magnétique du plasma, autrement appelé tokomak, est créé afin d'atteindre les conditions nécessaires à la fusion thermonucléaire contrôlée. Le plasma dans un tokamak n'est pas retenu par les parois de la chambre, mais par un champ magnétique combiné spécialement créé - un champ externe toroïdal et poloïdal du courant circulant à travers le cordon de plasma. Par rapport à d'autres installations utilisant un champ magnétique pour confiner le plasma, l'utilisation du courant électrique est caractéristique principale tokamak

Lors de la fusion thermonucléaire contrôlée, le deutérium et le tritium seront utilisés dans le tokamak.
Détails dans l'interview directeur général ITER de Bernard Bigot.

Quel est l’avantage de l’énergie produite par fusion nucléaire contrôlée ?

« Tout d'abord, dans l'utilisation des isotopes de l'hydrogène, qui, à son tour, est considéré comme une source presque inépuisable : l'hydrogène se trouve partout, y compris dans l'océan mondial. Donc, tant qu'il y aura de l'eau sur Terre, de la mer et de l'eau douce, nous aurons du carburant pour le tokamak - nous parlons de millions d'années. Le deuxième avantage est que les déchets radioactifs sont assez courte période demi-vie : plusieurs centaines d’années, comparée à celle des déchets de la fusion nucléaire.

La fusion thermonucléaire est contrôlée et, selon Bernard Bigot, relativement facile à interrompre en cas d'accident. Une situation différente dans un cas similaire se présente avec la fusion nucléaire.

En chauffant une substance, une réaction nucléaire peut être réalisée. C’est cette relation entre le chauffage d’une substance et une réaction nucléaire qui est reflétée par le terme « réaction thermonucléaire ».

La conception des composants du tokamak est réalisée grâce aux efforts des pays participants à ITER, et les pièces et composants technologiques du tokamak sont produits au Japon, Corée du Sud, Russie, Chine, États-Unis et autres pays. Lors de la construction d'un tokamak, la probabilité de différents types d'accidents est prise en compte.

Bernard Bigot : « Néanmoins, une fuite d'éléments radioactifs est possible. Certains compartiments ne seront pas suffisamment scellés. Mais leur nombre sera minime et pour ceux qui vivent à proximité du réacteur, il n’y aura pas de grand danger pour la santé ou la vie.»

Mais la possibilité d'un accident et d'une fuite est prévue dans le projet, notamment les salles dans lesquelles se déroule la fusion thermonucléaire et les halls adjacents seront équipés de puits de ventilation spéciaux dans lesquels éléments radioactifs, afin d'éviter qu'ils ne sortent.

« Je ne pense pas que l’estimation d’environ 16 milliards d’euros paraisse si gigantesque, surtout si l’on considère le coût de l’énergie qui sera produite ici. De plus, c'est long à produire, très long, donc tous les coûts seront justifiés même à moyen terme », conclut Bernard Bigot.

Le NIIEFA russe a récemment annoncé avoir testé avec succès un prototype grandeur nature d'un système de résistance d'extinction destiné à protéger les bobines supraconductrices, spécialement conçues pour ITER.

Et la mise en service de l'ensemble du complexe ITER de Cadarache, en France, est prévue pour 2020.