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Preliminary design completed on Russian prototype fusion reactor

Tuesday, 10 December 2024

The preliminary design of Russia's proposed TRT tokamak nuclear fusion reactor has been completed by JSC NIIEFA.


(Image: Rosatom)

The project, being carried out by specialists at JSC NIIEFA for Rosatom's Department of Scientific and Technical Programmes and Projects, is part of the federal KP RTTN project to develop technologies for controlled nuclear fusion and innovative plasma technologies.

Rosatom describes the TRT (tokamak with reactor technologies) as "a tokamak with a long discharge pulse, a strong magnetic field and an electromagnetic system made of a high-temperature superconductor ... the construction of the TRT is an important stage in the development of controlled thermonuclear fusion and the creation of a nuclear power reactor in Russia - an environmentally friendly source of energy with virtually inexhaustible fuel resources".

The draft design sets out the fundamental design solutions and a general idea of the structure, dimensions and operating principles for the TRT as well as the technical requirements for the external systems of the tokamak such as the power supply, cryogenic cooling, water cooling, vacuum pumping and maintaining operating pressure.

The TRT is designed to play a key role in Russia's plan to develop future nuclear fusion and/or fusion-fission hybrid power reactors.

Alexey Konstantinov, Deputy Director and Chief Designer of NTC Sintez, said: "The preliminary design of a tokamak with reactor technologies developed at JSC NIIEFA is a major milestone ... acceptance of the preliminary design marks the start of further work on the creation of the TRT both at JSC NIIEFA and at other research centres, institutes, and enterprises ... the results of the work performed provide the opportunity to move on to the next stage - the development of the technical design of the TRT."

Sergey Gertsog, Director General of NIIEFA, said: "The implementation of such a project will provide a virtually unlimited source of clean and safe energy and significantly reduce dependence on fossil fuels, as well as reduce greenhouse gas emissions. Possession of such technologies will raise the country to a new level of technological development and attract investment in research and development, which will contribute to the development of related industries, such as materials science, cryogenic technology and supercomputers, and the creation of new jobs."

The preliminary design work for the TRT began in 2022 and leans, among other things, on experience and knowledge gained from the multinational ITER project to build a fusion plant in southern France. Rosatom adds that "at the same time, a large number of new technologies that do not exist anywhere else in the world will be tested for the first time at TRT". A concept paper describes the project as being "developed to facilitate fast and economically sound transition to the pure fusion reactor as well as to the fusion neutron source for the hybrid fusion-fission system". The goal was said to be to build TRT by 2030.

Fusion nucléaire: un record de durée de plasma établi en France

AFP le 18 février 2025

Des scientifiques ont franchi un "jalon" sur la voie de la fusion nucléaire en maintenant un plasma pendant plus de 22 minutes - un record - dans le réacteur opéré par le CEA à Cadarache (Bouches-du-Rhône), a annoncé l'organisme mardi.

Promesse d'une énergie propre, sûre, peu coûteuse et quasi-inépuisable, la fusion nucléaire fait l'objet de recherches fondamentales depuis des décennies.

Elle consiste à reproduire les réactions qui se produisent au coeur des étoiles, en assemblant deux noyaux d'atomes dérivés de l'hydrogène. C'est le processus inverse de la fission, utilisée dans les centrales nucléaires actuelles, qui consiste à casser les liaisons de noyaux atomiques lourds.

Provoquer cette fusion nécessite des températures d'au moins 100 millions de degrés Celsius afin de créer et confiner du plasma. Ce gaz chaud électriquement chargé a tendance à devenir instable, ce qui peut provoquer des pertes d'énergie et limiter l'efficacité de la réaction.

Le réacteur tokamak West, opéré sur le centre du Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) à Cadarache, est parvenu le 12 février à maintenir un plasma pendant 1.337 secondes, "améliorant de 25% le précédent record" établi en janvier en Chine, indique le CEA dans un communiqué.

Obtenir un "plasma long" montre "qu'on le maîtrise dans sa production, mais aussi dans son maintien", souligne auprès de l'AFP Anne-Isabelle Étienvre, directrice de la recherche fondamentale au CEA.

Les scientifiques doivent encore lever de nombreux "verrous technologiques" pour que la fusion thermonucléaire permette de "produire plus d'énergie qu'elle n'en consomme" ce qui n'est pas encore le cas, rappelle-t-elle.

Dans les prochains mois, l'équipe de West compte atteindre "de très longues durées de plasma, de l'ordre de plusieurs heures cumulées" et chauffer "ce plasma à encore plus haute température pour se rapprocher au mieux des conditions attendues dans les plasmas de fusion", indique le CEA dans un communiqué.

Et "regarder l'impact du plasma sur la durée de vie des composants internes du tokamak face à ce plasma intense", ajoute Mme Étienvre.

L'objectif est de "préparer du mieux possible l'exploitation scientifique d'Iter", le projet de réacteur expérimental lancé en 1985 par l'Union européenne, la Chine, la Corée du Sud, les Etats-Unis, l'Inde, le Japon et la Russie, explique-t-elle.

Initialement prévue pour 2025, la production du premier plasma d'Iter, confronté à des retards et surcoûts considérables, a été reportée cet été à au moins 2033.

AtkinsRéalis to design fusion plant for Type One Energy

11 July 2024

US fusion energy developer Type One Energy has selected Canadian engineering firm AtkinsRéalis to develop the pre-concept design for its Fusion Pilot Plant, which will use stellarator technology to demonstrate its potential to generate clean, safe and affordable power from fusion energy.
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Affecté par la fermeture de six centrales et réacteurs en Suède, Russie, aux États-Unis mais aussi en France (Fessenheim), l’atome a réduit sa production de 4,1 % entre 2019 et 2020. À l’inverse, les renouvelables ont bondi de 9,7 % et même 10,7 % en y ajoutant l’hydroélectricité. Une transition symbolique qui ne doit toutefois pas faire oublier l’écrasante domination des énergies fossiles.

Malgré un repli, le charbon reste de loin la première source d’électricité dans le monde (9 421,4 TWh). Il est suivi par le gaz fossile (6 268,1 TWh) puis par l’hydraulique (4 296,8 TWh). Solaire, éolien et biomasse grimpent donc à la 4e place, devant le nucléaire, le fioul (758 TWh) et les autres modes (231,8 TWh).

mobar a écrit : ↑

28 juin 2024, 15:19

Qui construit encore des centrales nuke?

Jeuf a écrit : ↑

28 juin 2024, 12:40

la fission c'est encore moins pilotable que la fusion

tu veux dire l'inverse non?

mobar a écrit : ↑

28 juin 2024, 14:00

Jeuf a écrit : ↑

28 juin 2024, 12:40

des installations de petite puissance pilotable...de quelle énergie?

Biomasse, biogaz, géothermie, hydrogène, barrages hydroélectriques, STEP, stockage inertiel, batterie chimiques et gravitaires ... la liste est longue des moyens d'équilibrage d'un réseau qui devra être pensé pour les EnR

mobar a écrit : ↑

28 juin 2024, 07:47

D'autant que la fission c'est encore moins pilotable que la fusion

Jeuf a écrit : ↑

28 juin 2024, 12:40

des installations de petite puissance pilotable...de quelle énergie?

mobar a écrit : ↑

28 juin 2024, 07:47

Ce qui ne peut se faire que par de nombreuses installations de petite puissance réparties sur l'ensemble du réseau, les installations de forte puissance produisant de l'élec de base ce sera des EnR couplées avec des capacités de stockage

la fission c'est encore moins pilotable que la fusion

Glycogène a écrit : ↑

27 juin 2024, 21:54

Ne pas oublier que la réaction de fusion nucléaire la plus accessible (température nécessaire la plus basse) est la fusion deutérium + tritium.
Or actuellement il y a un stock mondial civil de 30 kg environ