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.