В Институте термоядерного синтеза Нака состоялась церемония запуска в эксплуатацию токамака JT-60SA, который стал крупнейшей действующей в мире сверхпроводящей экспериментальной установкой подобного рода. На нем будут вестись эксперименты по длительному удержанию горячей дейтериевой плазмы в рамках исследований для создаваемого международного токамака-реактора ITER.
JT-60SA создавался с 2013 года на базе токамака JT-60, первоначально запущенного в конце 80-х годов прошлого века и два раза модернизировавшегося. Его сверхпроводящая магнитная система содержит 18 катушек тороидального поля и шесть полоидальных обмоток, а также центральный соленоид, выполненных из ниобий-титана и станнида триниобия и охлаждаемых гелием. Большой радиус вакуумной камеры токамака составляет 2,96 метра, а малый — 1,18 метра.
За поддержание тока в плазме отвечают системы волнового нагрева, такие как LHCD, ICRF и ECRH, а Максимальное значение тороидального магнитного поля составляет 2,25 тесла, тока плазмы — 5,5 мегаампер. Вакуумная камера обладает двойными стенками, между которыми циркулирует во время работы борированная вода для повышения степени нейтронной защиты. Камера с магнитной системой помещена в цилиндрический криостат диаметром около 14 метров и высотой 15,5 метра. Зажигание разряда и нагрев плазмы осуществляются за счет систем волнового нагрева (ECRH) и инжекции нейтралов.
Первая плазма в токамаке была получена 23 октября 2023 года, ток плазмы составил около 130 килоампер. В начале ноября удалось получить конфигурацию плазмы с Х-точкой, через которую частицы могут покидать область удержания, направляясь к дивертору, а 1 декабря 2023 года был зажжен на 11 секунд разряд с силой тока в один мегаампер.
Ожидается, что JT-60SA сможет создавать и удерживать высокотемпературную дейтериевую плазму до ста секунд и генерировать тепловую мощность до 41 мегаватта. Внутренние компоненты камеры, обращенные к плазме, на первом этапе будут углеродными, затем станут углеродными с вольфрамовым покрытием, а затем — полностью металлическими. Задачами для установки станут исследования для проектов ITER и DEMO по методам получения, нагрева и длительного удержания горячей плотной плазмы, предотвращения срывов и неустойчивостей, а также поведения материалов при высоких тепловых нагрузках и интенсивном облучении.
Ранее мы рассказывали о том, как в России состоялся физический пуск токамака Т-15МД.