КАЗАХСТАНСКИЙ МАТЕРИАЛОВЕДЧЕСКИЙ ТОКАМАК (КТМ)

На токамаке КТМ проводятся исследования и отработка методик по получению рабочих параметров плазмы и проведению в дальнейшем материаловедческих исследований по взаимодействию плазмы с материалами первой стенки и дивертора будущих ТЯР.

Основные проектные параметры токамака КТМ:

Максимальный ток плазмы……………………………. 750 кА

Аспектное отношение…………………………………….. 2

Тороидальное поле…………………………………………. 1,0 Тл

Вытянутость плазмы по вертикали………………… 1,7

Время плазменного разряда в режиме омического нагрева ~1,0 с

Время плазменного разряда с дополнительным ВЧ-нагревом плазмы с поглощенной в плазме мощностью 5 МВт………………………………. 4-5 с

В 2017 году были проведены пуско-наладочные работы и осуществлен первый этап физического пуска токамака КТМ, в 2019 году проведены завершающий этап физического пуска и сдача комплекса КТМ в эксплуатацию.

В настоящее время проводятся исследования:

– процессов формирования плазменного шнура токамака КТМ и выхода его на номинальные параметры;

– по отработке методической базы для исследований взаимодействия плазмы КТМ с материалами на имитационном стенде с плазменно-пучковой установкой;

– по подготовке комплекса физических диагностик и методик для определения параметров плазмы токамака КТМ;

– по обеспечению сопровождения экспериментов на КТМ с помощью расчетных методов и расчетных кодов моделирования плазмы;

– по подготовке, испытанию и отработке методов предионизации и нагрева плазмы токамака КТМ;

– по испытанию и отработке режимов работы макета литиевого дивертора на основе капиллярно-пористой системы; изучению взаимодействия изотопов водорода с литием при реакторном облучении;

– воздействия облучения заряженными частицами и плазмы на распыление и тепловую эрозию поверхности, накопление газовых примесей и изменение механических свойств перспективных материалов защиты первой стенки ТЯР;

– по взаимодействию плазмы с поверхностями кандидатных материалов токамака КТМ, происходящему в результате срыва плазменного шнура;

– по изучению закономерностей захвата изотопов водорода материалами первой стенки ТЯР;

– экспериментальные и теоретические исследования эффектов воздействия плазмы, ионов водорода и гелия на приповерхностные и объемные слои материалов КТМ.

В рамках Межправительственного соглашения СНГ о совместном использовании токамака КТМ разработана и реализуется программа научных исследований на казахстанском материаловедческом токамаке, включающая в себя:

– проведение исследований по физике плазмы;

– проведение исследований по физике взаимодействия плазмы с материалами первой стенки и дивертора будущих ТЯР;

– создание и испытание диагностик для исследования процессов взаимодействия плазма-стенка;

– материаловедческие исследования конструкционных и функциональных материалов будущих ТЯР;

– исследования и реализация новых инновационных технологий, в частности, отработка режимов работы макета литиевого дивертора КТМ;

– развитие системы автоматизации, управления и сбора данных, экспериментальная проверка расчетных кодов.