Репортаж от Wedoany，Британская компания Tokamak Energy завершила приёмочные испытания новой системы гиротрона для высокопольного сферического токамака ST40, подтвердив характеристики системы высокочастотного (ВЧ) нагрева. Гиротрон будет установлен на установку ST40.
Гиротрон, построенный компанией Kyoto Fusioneering для Tokamak Energy за 18 месяцев, будет излучать мощные электромагнитные волны для управления и нагрева водородной плазмы, температура которой в несколько раз превышает температуру солнечного ядра. Гиротрон также отвечает за инициирование и поддержание плазменного тока. В ходе испытаний он обеспечил надёжный выходной сигнал мощностью 1 МВт на двух частотах — 104 ГГц и 137 ГГц, с максимальной длительностью импульса до двух секунд, и успешно прошёл проверки на воспроизводимость, модуляцию, контроль мощности и чистоту мод, что соответствует требованиям к непрерывной работе в условиях термоядерного эксперимента.
На следующем этапе команда сосредоточится на подготовке излучателя, зеркального поляризатора, линии передачи и системы управления, после чего проведёт монтаж и пусконаладку на ST40. После ввода в эксплуатацию гиротрон обеспечит ST40 дополнительным нагревом и поддержанием тока, что позволит получать плазму с более высокими характеристиками, а также будет использоваться в экспериментах по нагреву плазмы, поддержанию тока, инициированию и наращиванию разряда.
Данный проект является частью сотрудничества между Tokamak Energy и британской компанией UK Fusion Energy (UKFE), целью которого является накопление знаний и компетенций для британской программы STEP. STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) — флагманская программа правительства Великобритании, направленная на проектирование и строительство прототипа термоядерной электростанции к 2040 году. ST40 является основной физической испытательной платформой STEP, где инженеры могут тестировать реальные магнитные конфигурации, стабильность плазмы и нагрузки на катушки, что позволяет значительно сократить цикл инженерной верификации по сравнению с использованием только программного моделирования.
Гиротрон также сыграет ключевую роль в программе LEAPS. LEAPS (Lithium Evaporations to Advance PFCs in ST40) — программа модернизации ST40 компании Tokamak Energy, ориентированная на литиевые системы, финансируемая совместно Министерством энергетики США (DOE) и Департаментом энергетической безопасности и Net Zero Великобритании (DESNZ). Это проект модернизации в рамках государственно-частного партнёрства стоимостью 52 миллиона долларов США.
Tokamak Energy планирует одновременно использовать существующий нагрев нейтральным пучком и нагрев гиротроном на ST40, чтобы изучить принципы работы гиротрона и требования к системе управления, а также найти оптимальный баланс между двумя методами нагрева.
Специалисты по нагреву плазмы из Kyoto Fusioneering уже находятся в штаб-квартире Tokamak Energy в Оксфордшире для поддержки монтажа, пусконаладки и системных испытаний. Обе компании являются ключевыми участниками проекта FAST (Fusion by Advanced Superconducting Tokamak). FAST — это проект сотрудничества между промышленностью, академическими кругами и научными организациями под руководством Starlight Engine, целью которого является демонстрация чистой термоядерной мощности в Японии в 2030-х годах.
В рамках FAST компания Tokamak Energy предоставляет экспертизу в области высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) магнитов и проектирования токамака, а Kyoto Fusioneering отвечает за проектирование электростанции и плазмы. Kyoto Fusioneering имеет объекты в Рединге, Великобритания, с основным центром в кампусе Калхэм; географическая близость сторон и совместное участие в государственных проектах, таких как Британское управление по атомной энергии (UKAEA), создают благоприятные условия для сотрудничества. Tokamak Energy также учредила дочернюю компанию Tokamak Energy KK для взаимодействия с Kyoto Fusioneering и другими японскими организациями, а также для координации глобальной цепочки поставок.
