Введение

Правительственная исследовательская организация Великобритании

Управление по атомной энергии Соединенного Королевства – это правительственная исследовательская организация Великобритании, ответственная за развитие термоядерной энергии. Является исполнительным негосударственным органом Департамента энергетической безопасности и чистого нуля (DESNZ). Деятельность управления сосредоточена на исследовательских программах в области термоядерной энергии в Великобритании и Европе, реализуемых в Калхеме (Оксфордшир), включая самое мощное в мире действующее устройство для термоядерного синтеза – Joint European Torus (JET). Исследования направлены на разработку термоядерной энергии как коммерчески жизнеспособного и экологически ответственного источника энергии будущего. В декабре 2021 года ученые и инженеры, работавшие над JET, продемонстрировали рекордный показатель в 59 мегаджоулей устойчивой термоядерной энергии. В финальных экспериментах JET с использованием дейтерия-трития (DTE3) высокая мощность термоядерного синтеза последовательно достигалась в течение 5 секунд, что привело к установлению рекордного значения в 69 мегаджоулей, используя всего 0,2 миллиграмма топлива. JET завершил свою работу, и начался процесс вывода из эксплуатации. Управление по атомной энергии Соединенного Королевства владеет Научным центром Калхем и имеет долю в кампусе Харвелл, участвуя в развитии обоих объектов как площадок для науки и инновационного бизнеса. С момента своего основания в 1954 году управление отвечало за всю ядерную программу Соединенного Королевства, включая гражданский и оборонный секторы, а также за контроль ядерных объектов. Оно внесло новаторский вклад в развитие ядерной (деления) энергии, осуществляя контроль за разработкой ядерных технологий и проводя обширные научные исследования. Однако, начиная с начала 1970-х годов, сферы деятельности управления постепенно сокращались, а функции передавались другим государственным организациям и частному сектору. УКАЭА также участвовало в проведении оценок безопасности и надежности для внешних организаций, благодаря своему многолетнему опыту в этой области в ядерной сфере.

21 век

В соответствии с Законом об энергетике 2004 года, 1 апреля 2005 года специализированная ядерная полицейская сила Великобритании, Управление по атомной энергии Великобритании, была реорганизована в Гражданскую ядерную полицию. Ответственность за данную силу также была изъята из ведения Управления и передана в Гражданскую ядерную полицейскую службу. Закон 2004 года также учредил Управление по выводу из эксплуатации ядерных объектов (NDA), которое 1 апреля 2005 года приняло на себя владение и ответственность за обязательства, связанные с очисткой ядерных объектов Великобритании. Управление стало подрядчиком NDA для работ по выводу из эксплуатации объектов Dounreay, Harwell, Windscale, Winfrith и JET в Culham. 1 апреля 2008 года Управление объявило о масштабной реструктуризации для выполнения своих обязательств по выводу из эксплуатации в соответствии с NDA. Была создана новая полностью принадлежащая дочерняя компания UKAEA Limited, объединившая накопленный опыт существующей компании, для концентрации на управлении и консалтинге в области вывода из эксплуатации ядерных объектов и восстановления окружающей среды в Соединенном Королевстве и на международных рынках. Одновременно с этим Dounreay Site Restoration Limited (DSRL) была сформирована из существующей команды Управления на площадке Dounreay и лицензирована Управлением по охране здоровья и безопасности на эксплуатацию площадки и проведение ее вывода из эксплуатации под управлением Управления. DSRL стала дочерней компанией United Kingdom Atomic Energy Authority Limited. Параллельно с этими изменениями площадка Windscale в Камбрии была передана компании Sellafield Ltd, обладающей лицензией на площадку и работающей по контракту с NDA, после тщательного анализа и проверки со стороны Управления по охране здоровья и безопасности, а также регулирующих органов в области охраны окружающей среды и безопасности. Большая часть сотрудников Управления на площадке была переведена в Sellafield Ltd. 2 февраля 2009 года Управление объявило о следующем этапе реструктуризации. Research Sites Restoration Limited (RSRL) была сформирована из существующих команд на площадках Harwell в Оксфордшире и Winfrith в Дорсете и лицензирована Управлением по охране здоровья и безопасности на эксплуатацию этих площадок. RSRL продолжила программы вывода из эксплуатации объектов Harwell и Winfrith от имени NDA. RSRL также стала дочерней компанией UKAEA Limited. В октябре 2009 года Babcock International Group plc приобрела UKAEA Limited, дочернюю компанию Управления, занимающуюся выводом из эксплуатации ядерных объектов, включая ее дочерние компании DSRL и RSRL. В 2009 году был запущен Центр энергетических исследований в области термоядерного синтеза в Калхэме (CCFE) как новое название для центра исследований термоядерного синтеза в Соединенном Королевстве. В 2014 году UKAEA объявила о создании нового направления исследований, использующего опыт, полученный при разработке системы дистанционного управления для JET, для создания нового центра робототехники, известного как RACE (Remote Applications in Challenging Environments). В последние годы Управление продолжало расширять свои мощности в Калхэме, открыв в 2016 году Центр материаловедческих исследований и создав центр обучения передовым навыкам для учеников в Оксфордшире.

Текущая деятельность

Управление по атомной энергии Соединенного Королевства заявляет о своей миссии как о "руководстве в создании устойчивой термоядерной энергии и максимизации научной и экономической выгоды". Его исследовательские программы включают в себя ряд лабораторий и других объектов, расположенных на площадке Кульхэм.

Кульхамский центр термоядерной энергии (CCFE)

Национальная лаборатория Великобритании по исследованию термоядерного синтеза CCFE проводит теоретические и вычислительные исследования плазмы для формирования физической базы будущих термоядерных электростанций. Она также изучает материалы и инженерные технологии для реакторов термоядерного синтеза типа токамак. Ключевым элементом программы CCFE является экспериментальная установка MAST Upgrade – сферический токамак, пришедший на смену установке MAST, – ввод в эксплуатацию которой ожидается в 2019 году. CCFE также осуществляет эксплуатацию и техническое обслуживание совместного европейского тора JET для своих исследовательских партнеров по всей Европе и является участником координированной программы исследований и разработок (НИОКР) под руководством консорциума EUROfusion.

Центр исследования материалов

Центр исследований материалов UKAEA осуществляет микрохарактеризацию радиоактивных материалов для исследователей в области термоядерной энергетики и ядерного деления. Он открыт для пользователей из академических и коммерческих организаций, стремясь преодолеть разрыв между университетскими лабораториями и лабораториями на объектах, имеющих ядерную лицензию. Центр является частью Национальной сети ядерных установок и получил финансирование от Института Генри Ройса. 14 октября 2022 года состоялось открытие расширения Центра исследований материалов.

Оксфордшир Advanced Skills

Oxfordshire Advanced Skills — это партнерство между Агентством по атомной энергии Соединенного Королевства и Советом по научным и технологическим объектам, учебный центр для подготовки учеников, расположенный в Научном центре Калхэм. Центр предлагает обучение техников в инженерных и высокотехнологичных областях с целью обеспечения работодателей высококвалифицированными специалистами, готовыми к работе. Обучение проводит Центр производственных технологий.

Удаленные приложения в сложных условиях (RACE)

RACE – это испытательный центр для робототехники и автономных систем. Он вырос из опыта UKAEA в области дистанционного управления на термоядерной установке JET, который ведется с 1990-х годов. Правительство Великобритании профинансировало строительство центра RACE в Калхеме с целью применения знаний, полученных на JET, в других отраслях, работающих в "сложных условиях", где выполнение работ людьми затруднено. В настоящее время RACE сотрудничает с организациями, занимающимися термоядерным и ядерным делением, с крупными научными установками и с разработчиками автономного транспорта.

Сферический токамак для производства энергии (STEP)

Программа STEP стоимостью 220 миллионов фунтов стерлингов направлена на ускорение вывода термоядерной энергии на энергетический рынок. STEP станет прототипом электростанции, способной продемонстрировать термоядерный синтез как жизнеспособную технологию для выработки электроэнергии. В ней используется компактная концепция "сферического токамака", разработанная UKAEA в Центре термоядерной энергии в Калхэме. В настоящее время STEP находится на стадии пятилетнего концептуального проектирования и, как ожидается, будет построен и введен в эксплуатацию к 2040 году.

H3AT и FTF

В декабре 2017 года UKAEA объявила о планах создания двух дополнительных исследовательских центров в области термоядерного синтеза: Hydrogen 3 Advanced Technology (H3AT) и Fusion Technology Facilities. Центр H3AT, расположенный в Калхэме, будет заниматься изучением переработки и хранения трития – одного из двух видов топлива, которые, как ожидается, будут использоваться в коммерческих термоядерных реакторах. Центр Fusion Technology Facilities, размещенный как в Калхэме, так и на новой площадке UKAEA в Йоркшире, в Ротерхэме (Южный Йоркшир), будет проводить термические, механические, гидравлические и электромагнитные испытания прототипов компонентов, воспроизводя условия, возникающие внутри термоядерных реакторов.