Inginerul Anna Encheva construiește de 13 ani Reactorul termonuclear internațional (ITER) în Cadarache, Franța

Potrivit unor experți, producția de petrol va atinge apogeul în 2030. Aceasta va fi urmată de un colaps inevitabil.

Care vor fi consecințele pentru lume? Aparent, Pământul va deveni un loc mai liniștit odată cu epuizarea rezervelor de petrol, deoarece conflictele militare majore din ultimele decenii s-au produs din cauza puțurilor de petrol. Amintiți-vă Kuweitul, Irakul, invazia ulterioară a Statelor Unite și a aliaților NATO din Golf, Statul Islamic și sângerosul conflict sirian ...

inima

Pacea este un lucru, dar foamea de energie după sfârșitul erei petrolului este alta. Va străluci din nou steaua cărbunilor buni? Cum vă imaginați o locomotivă cu aburi care trage trenuri în tunelul din Canalul Mânecii în 2035?! Efectul de seră este un alt obstacol în calea revenirii cărbunelui.

Dar Cernobîl și Fukushima sunt răspunsul definitiv la o altă întrebare - cât de sigur poate fi așa-numitul „atom pașnic”. Energia eoliană și solară este un lucru bun, dar va fi suficientă pentru a satisface nevoile întregii planete?

De aceea, viitorul lumii este indisolubil legat de o tehnologie fundamental nouă.

EXPERIMENTUL ITER

ITER este o abreviere a denumirii în engleză International Thermonuclear Experimental Reactor. Dar cuvântul latin iter înseamnă „drum”. Unde ne va duce de data asta?

În orice caz, Reactorul Internațional de Fuziune Experimentală este un proiect global extrem de ambițios. La 21 noiembrie 2006, șapte țări implicate în proiect - Uniunea Europeană, India, China, Rusia, Statele Unite, Coreea de Sud și Japonia - au semnat un acord pentru finanțarea reactorului. Inițial, programul prevede o durată de 30 de ani a proiectului, dintre care 10 sunt pentru construcția instalației, plus o durată de viață de 20 de ani. Valoarea sa anticipată este estimată la aproximativ 10 miliarde de euro. Contrar planurilor preliminare, în 2017 se face o reevaluare și se presupune că construcția ITER este pe jumătate realizată. Și se estimează că costul estimat va crește la 20 de miliarde de euro. Uniunea Europeană, în calitate de lider al proiectului, trebuie să furnizeze jumătate din această sumă. Mai mult, după disputa acerbă inițială privind amplasarea reactorului termonuclear, țările partenere au convenit să implementeze megaproiectul pe teritoriul UE - în centrul de cercetare Kadaras, situat la aproximativ 70 km nord de Marsilia.

ITER este conceput pentru a produce aproximativ 500 MW de energie în implementarea fuziunii, menținută timp de 500 de secunde. Sinteza se realizează prin arderea a 0,5 g dintr-un amestec de deuteriu și tritiu într-o cameră de reactor cu un volum de 840 m³. Pentru a realiza această sinteză, este necesar să investiți aproximativ 50 MW de energie. Astfel, putem calcula că eficiența reactorului este de 10, adică energia obținută va depăși de 10 ori intrarea. Astfel, viitoarea centrală de fuziune bazată pe experimentul ITER va avea o capacitate de aproximativ 3000 - 4000 MW.

BREXIT v. ITER

Nu este un secret faptul că britanicii sunt în primul rând în absorbția energiei termonucleare. De aceea, oamenii de știință de pe insulă sunt cei mai numeroși participanți la echipa ITER. În urmă cu doi ani, cel mai nou reactor termonuclear privat ST40 a fost lansat în Regatul Unit. El a reușit să încălzească plasma cu hidrogen la 15 milioane de grade - care este temperatura din miezul solar. Următorul obiectiv al britanicilor a fost să încălzească plasma la 100 de milioane de grade Celsius - și în aceste condiții extreme să realizeze prima fuziune controlabilă de fuziune a atomilor de hidrogen în heliu. Combustibilul folosit este apa. În spatele acestor realizări se află eforturile companiei private Tokamak Energy, care și-a stabilit obiectivul de a produce și vinde energie curată Regatului Unit în următorii cinci ani.

De aceea Brexit ridică multe întrebări pentru structurarea viitoare a echipei ITER și, în general, pentru participarea britanică la acest proiect internațional.

DE LA ORASUL ROSEI LA KADARASH

Anna Encheva din Kazanlak este un inginer bulgar care lucrează în echipa de 1500 de membri ai Reactorului Experimental Internațional pentru Fuziune (ITER). Iată o scurtă călătorie a ei din orașul Roses în sudul Franței. Anna a absolvit Ingineria Industrială la Facultatea de Engleză a Universității Tehnice din Sofia în 1996. După aceea a absolvit un master în Administrarea Afacerilor la Facultatea Germană a Universității Tehnice din Sofia. Apoi a aplicat și a fost acceptată să facă un doctorat la Institutul Max Planck pentru fizica plasmatică din München. Teza sa de doctorat se desfășoară în domeniul termodinamicii și mecanicii fluidelor.

Dr. Encheva își continuă cariera la Institutul de fizică plasmatică din Lausanne. Dar Elveția este doar o trambulină către Cadarache, deoarece angajamentele sale de la Lausanne sunt legate de partea de inginerie ITER a diagnosticării. După ce a câștigat o competiție, în noiembrie 2007, Anna a devenit primul participant bulgar la echipa ITER. Și asta nu este tot - în afara șantierului din Kadarash Anna continuă să uimească cu energia și interesele sale diverse - în timpul liber antrenează karate și ciclism, dansează salsa și bachata, joacă tenis ... și este finalistă la toate competițiile spartane! De asemenea, este membru al grupului bulgar de dansuri populare „Izvorche” din Aix-en-Provence. Dar prioritatea ei este întotdeauna fiul ei Miroslav.

Realizările științifice ale doctorului Encheva au fost observate de specialiști. De aceea, compania națională de electricitate franceză EDF, împreună cu organizarea femeilor din domeniul energiei nucleare WIN-France și Fundația Europeană pentru Energie a Viitorului, au acordat specialistului bulgar Premiul special onorific Fem’energia pentru realizările în domeniul atomului pașnic.

PACOS! SERGEANT LAVRENTIEV TRECE

Dar este sergentul Armatei Roșii cu adevărat adevăratul „tată” al bombei de hidrogen din Rusia? În august 2001, dosarul personal al lui Lavrentiev și propunerea sa, trimise de pe insula Sahalin în iulie 1950, au fost publicate în presa rusă; A fost publicată recenzia Acad. Saharov asupra dezvoltării, împreună cu ordinul lui Beria. Până atunci, aceste documente erau stocate în arhivele președintelui Federației Ruse într-un folder special marcat „Top Secret”. În acest fel, problema autoriei este rezolvată odată pentru totdeauna.

„Consider că este necesar să avem o discuție detaliată a proiectului celorlalți. Лаврентиев. Dar, indiferent de rezultatele discuției, este necesar să notăm inițiativa creativă a autorului chiar acum! În recenzia sa, el a clarificat, de asemenea, că reacțiile cu deuterida de litiu, propuse de Lavrentiev ca combustibil pentru bomba cu hidrogen, sunt imposibile.

Însă rolul incontestabil al lui Lavrentiev constă în inițierea inițială a lucrărilor de fuziune termonucleară controlată.!

TOKAMAK

Sub termenul „tokamak” (prescurtat de la expresia rusă „Cameră TOroidal în bobine magnetice”), oamenii de știință înțeleg un dispozitiv experimental cu o formă toroidală, în formă de inel, care creează și reține plasma la temperaturi ridicate. Tokamak a fost dezvoltat de către fizicienii sovietici Igor Tam și Andrei Saharov la începutul anilor 1950 și a fost inspirat de ideea lui Oleg Lavrentiev. Sinteza constă în fuziunea nucleelor ​​de deuteriu și tritiu, care sunt izotopi ai hidrogenului și pot fi extrase din apă. Reacția produce heliu și eliberează energie termonucleară. Pentru ca reacția descrisă să se desfășoare în tokamak, ionii deuteriu trebuie încălziți la milioane de grade. Și un câmp magnetic este folosit pentru a menține această plasmă la temperaturi ridicate în spațiu. Este creat de spirale orientate vertical care acoperă tokamak.

Dar înapoi la șantierul din Kadarash.

Dimensiunile ITER sunt mult mai mari decât cele ale tuturor reactoarelor experimentale existente. Raza inelului toroidal este de 6,2 metri. Acum, la ITER, Anna este responsabilă pentru finalizarea proiectării și gestionării activităților de producție și pentru testarea unui sistem de bobine care va fi instalat pe pereții interiori ai camerei de vid. Aceste bobine sunt extrem de importante pentru buna funcționare a reactorului. Există două tipuri de bobine - una necesară pentru stabilizarea verticală a plasmei, iar cealaltă - pentru a suprima un anumit tip de instabilitate plasmatică, care poate duce la concentrația fluxurilor de căldură de mare putere pe materialele aflate în contact direct cu plasma și supraîncălzirea sau topirea lor. Pericolul supraîncălzirii pereților tokamakului este real, deoarece știința nu cunoaște astfel de materiale care să reziste încălzirii în zeci de milioane de grade. De aceea, cheia succesului constă într-un sistem de răcire complex.

Și aici Dr. Encheva se află în propriile sale ape, deoarece răcirea instalațiilor industriale speciale este subiectul disertației sale de doctorat de la Institutul Max Planck.

VEHICULELE GALBENE INTERFER

Îmi amintesc că am întrebat-o pe Anna dacă a existat vreun sentiment public împotriva Centrului Kadarash.?

„Din păcate, există! Răspunde ea. - Mai ales cu manifestările vestelor galbene, o mare parte din atenția protestatarilor s-a concentrat asupra angajaților ITER, ca pe cei cu muncă bună și sigură. Au existat chiar mai multe atacuri agresive, chiar și asupra mea și a fiului meu. Acest lucru este dictat de ignoranța lor că nu primim niciun fel de beneficii din Franța și nu le folosim sistemul social, așa cum cred mulți oameni.

„Vestele galbene” nu realizează că proiectul aduce multe beneficii provinciei și regiunii. Construcția reactorului a creat multe noi locuri de muncă, ceea ce este binevenit pentru această regiune, unde aproape nu există industrie. Numărul total de lucrători în construcții este acum de aproximativ 2500. Pe de altă parte, majoritatea contractelor proiectului ITER - fie pentru construcții, fie pentru dezvoltarea și testarea diferitelor componente - sunt destinate companiilor franceze. Nu în ultimul rând, din februarie 2015, CEO-ul ITER este francez.

ITER ESTE GATA 65%

În vara anului 2010, ITER a lansat o fază importantă a implementării sale. Construcția bazei materiale necesare mega-experimentului a început pe un teren de 42 de hectare. Agenția Europeană pentru Energie Atomică (Fusion for Energy) monitorizează construcția a 39 de clădiri și facilități specializate pe site-ul ITER. Conform acordului inițial, comenzile hardware sunt împărțite între cei 7 membri ai ITER, întrucât 89% din elemente vor fi furnizate în natură, iar restul vor fi achiziționate printr-un fond comun sub controlul organizației ITER. Secvența exactă de producție și livrare a componentelor este coordonată cu precizie. Peste 1 milion de componente construite în fabricile din țările ITER din întreaga lume vor fi livrate către Cadarache.

Implementarea experimentului tehnologic spectaculos este de peste 65% până în prezent.

India a finalizat producția bazei și a cilindrului inferior al criostatului și a livrat aceste componente. Coreea va finaliza în curând producția primului sector al camerei de vid. Instrumentul masiv pentru montarea unui sector al camerei de vid, împreună cu scutul termic și bobinele toroidale a fost deja livrat către ITER. Europa și China au anunțat finalizarea primelor bobine poloidale care vor fi gata pentru testarea criogenică în 2020.

„În primăvara anului 2020 începe o nouă fază strategică: instalarea tokamakului ITER”, spune Anna Encheva. "Pentru a livra componentele în sala de adunare, va fi construită o nouă suprastructură pe clădirea TOKAMAK și vor fi extinse șinele podului macaralei."

În septembrie 2019, primul segment al structurii din oțel a fost instalat și ancorat profund în partea superioară a clădirii TOKAMAK. Mai puțin de trei luni mai târziu, prin intermediul a 20 de scări înalte fixate, este timpul să instalați structura acoperișului - cinci module cu o greutate cuprinsă între 62 și 78 de tone, care se extind cu 50 de metri între cele două rânduri paralele de coloane de sprijin.

Campania este pregătită de mai bine de un an. Ridicarea nu este doar o simplă operație de ridicare, trebuie să se acorde mare atenție planificării și secvențierii activităților și coordonării acestora. Trebuie luate în considerare fenomene imprevizibile precum puterea vântului, care este tipică zonei.

Europa va preda clădirea TOKAMAK în 2020. Se așteaptă ca instalația să funcționeze timp de 20 de ani. Unele țări, precum China și Coreea, de exemplu, nu mai așteaptă cu nerăbdare rezultatele ITER și sunt în proces de construindu-și proprii demoreactori. Dar, în acest scop, au nevoie de know-how-ul ITER și de tehnologia avansată în Europa și America.