Russische wetenschappers hebben een concept voorgesteld van een hybride thoriumreactor waarbij extra neutronen worden verkregen met behulp van plasma op hoge temperatuur dat in een lange magnetische val wordt gehouden. Dit project werd toegepast in nauwe samenwerking tussen Tomsk Polytechnic University, All-Russian Scientific Research Institute of Technical Physics (VNIITF), en Budker Institute of Nuclear Physics van SB RAS. De voorgestelde hybride thoriumreactor onderscheidt zich van de huidige kernreactoren door een matig vermogen, relatief compact formaat, hoge operationele veiligheid, en een laag radioactief afval.

"In de beginfase we krijgen relatief koud plasma met behulp van speciale plasmakanonnen. We houden het bedrag vast door deuteriumgasinjectie. De geïnjecteerde neutrale stralen met deeltjesenergie van 100 keV in dit plasma genereren de hoogenergetische deuterium- en tritium-ionen en handhaven de vereiste temperatuur. Met elkaar in botsing komen, deuterium- en tritium-ionen worden gecombineerd tot een heliumkern, zodat hoogenergetische neutronen vrijkomen. Deze neutronen kunnen vrij door de wanden van de vacuümkamer gaan, waar het plasma wordt vastgehouden door een magnetisch veld, en het gebied binnenkomen met nucleaire brandstof. Na het vertragen, ze ondersteunen de splijting van zware kernen, die dient als de belangrijkste energiebron die vrijkomt in de hybride reactor, " zegt professor Andrei Arzhannikov, een hoofdonderzoeker van het Budker Institute of Nuclear Physics van SB RAS.

Het belangrijkste voordeel van een hybride kernfusiereactor is het gelijktijdig gebruik van de splijtingsreactie van zware kernen en de synthese van lichte kernen. Het minimaliseert de nadelen van het afzonderlijk toepassen van deze kernreacties.

Ook, dit type reactor stelt lagere eisen aan plasmakwaliteit en maakt het mogelijk om tot 95 procent van het splijtbare uranium te vervangen door thorium, die de onmogelijkheid van een oncontroleerbare kernreactie verzekert. Bovendien, hybride reactoren zijn relatief compact, hebben een hoog vermogen, en een kleine hoeveelheid radioactief afval produceren.

“De hybride reactor bestaat uit twee elementen. Het belangrijkste onderdeel is de energieopwekkende deken als actieve zone van een kernreactor. Deze verdeelt kernsplijtstof die onderdeel is van nucleaire brandstof. een splijtingskettingreactie van zware kernen is mogelijk. Het tweede deel wordt in de deken geplaatst om neutronen te genereren die in de energieopwekkende deken vallen. De thermonucleaire fusiereacties worden gegenereerd in dit deel gevuld met deteriumplasma, het vrijgeven van de neutronen. Een kenmerk van de hybride reactor is dat de operationele deken, waar de splijtingsreacties plaatsvinden, zich in de subkritische staat bevindt (bijna kritiek). Werkend op een constant vermogensniveau, een conventionele reactor zich in een kritieke toestand bevindt, ondersteund door een controle- en veiligheidssysteem, " zegt Igor Shamanin, het hoofd van de TPU-divisie voor Natuurwetenschappen en het TPU-isotopenanalyse- en technologielaboratorium.

Volgens Dr. Shamanin, de deken was gebaseerd op een concept van een multifunctionele hoge-temperatuur gasgekoelde low-power reactor gevoed door thorium. Dit concept is ontwikkeld aan de Tomsk Polytechnic University en is nu breed vertegenwoordigd in verschillende wetenschappelijke publicaties.

Momenteel, de projectdeelnemers overwegen de mogelijkheid om een ​​experimentele stand te ontwikkelen op basis van de TPU-reactor, die zal bestaan ​​uit een thorium-brandstofassemblage en een neutronenbron.

De resultaten van recente studies over dit project zijn gepubliceerd in het tijdschrift Plasma- en fusieonderzoek .