俄罗斯科学家在ITER反应堆设计方面取得突破

近日，彼得大帝圣彼得堡理工大学（SPbPU）的一组科学家在国际热核反应堆（ITER）项目的设计上取得了重要突破。这一成果由圣彼得堡理工大学“托卡马克等离子体理论与建模”科学实验室负责人弗拉基米尔·罗赞斯基向塔斯社透露。

据悉，圣彼得堡的物理学家在ITER项目历史上首次对热等离子体与反应堆壁的相互作用进行了复杂的计算。这些计算结果对于反应堆的设计至关重要，项目管理层据此决定采用钨墙替代原先计划的铍墙。

国际热核反应堆的结构非常复杂，其核心是一个托卡马克装置，通过磁场将等离子体加热到超过1亿度的高温。同时，反应堆壁的温度也高达一万度，这对结构材料提出了极高的要求。为了应对这一挑战，俄罗斯专家开发了一种创新的扩展网格数学方法。

弗拉基米尔·罗赞斯基解释道：“我们将计算域划分为许多单元，这些单元现在可以相对于磁场任意定位。以前，这种方法是不可能实现的。”通过这种方法，研究人员能够更精确地模拟等离子体的行为，同时考虑到反应器的所有技术特征，包括凹槽、突起和放置的设备。

这些计算是在圣彼得堡理工大学和ITER项目的超级计算机上进行的，每次计算都需要计算机系统连续运行一个月。所获得的数据为精确模拟等离子体的行为提供了可能，为反应堆的设计提供了重要的科学依据。

罗赞斯基表示，由于辐射安全和经济可行性等方面的考虑，托卡马克壁最初选择的铍材料被修改。圣彼得堡物理学家的计算证实了钨作为替代材料的可靠性，这对于反应堆的进一步设计和建设具有重要意义。

国际热核实验堆是由俄罗斯、欧盟国家、美国、日本、中国、印度和韩国共同合作的项目，目前正在法国卡达拉切建设。该项目的目标是展示热核能工业化利用的可能性，并开发必要的技术流程。