18 февраля 2022

Первый элемент центрального соленоида термоядерного реактора ИТЭР установлен для финальной диагностики перед сборкой

На днях в цехе по сборке компонентов термоядерного реактора ИТЭР на юге Франции для финального тестирования на стенд установлен первый элемент центрального соленоида. По завершению сборочных работ будет создан сильнейший в мире электромагнит, который, как утверждают разработчики, мог бы поднять из воды современный авианосец.

В сборе центральный соленоид будет представлять собой 20-метровую конструкцию весом около 1000 тонн. Собираться он будет из шести модулей, производством которых занимается американская компания General Atomics. Первый из модулей был доставлен во Францию в сентябре прошлого года, а второй прибыл туда месяц спустя. Десятого февраля первый модуль был перемещён на стенд для тестирования всех его составных частей — кабелей, разъёмов, датчиков и других рабочих узлов модуля, которые при сборке потребуют сопряжения с остальными модулями.

Процесс перемещения модуля из места хранения к месту проведения диагностики занял несколько часов и выверенной работы монтажников. Элементы соленоида выполнены из очень хрупкого соединения ниобия и олова, которое используется для сверхпроводящей обмотки электромагнита. Малейший перекос при подъёме и спуске модуля при весе в районе 110 тонн был способен повредить этот компонент, поэтому только на подгонку длины трёх талрепов ушло более двух часов. Любое отклонение от вертикали могло безвозвратно повредить модуль, что просто недопустимо.

General Atomics Соленоид из 6 магнитов в сборе General Atomics

Стоимость оборудования для транспортировки модулей соленоида по площадке, его окончательной сборки и диагностического оборудования достигает $10 млн. После тестирования каждого модуля они будут переноситься на сборочный стенд, где будут собраны в один центральный сердечник высотой 20 метров. Затем соленоид протестируют в сборе и лишь затем опустят в шахту реактора в самый его центр. Сейчас в шахте установлен макет соленоида, облегчающий сборку реактора. По контракту General Atomics произведёт седьмой запасной элемент центрального соленоида на тот случай, если один из основных шести модулей будет повреждён.

В токамаке центральный соленоид играет роль первичной обмотки трансформатора, для которого плазменный жгут в вакуумной камере будет вторичной (одновитковой) обмоткой. Сверхпроводящие провода центрального соленоида ИТЭР могут выдержать ток до 46 кА. Напряжение в соленоиде будет подниматься от нуля до 30 кВ, что будет индуцировать в короткозамкнутом плазменном витке электрический ток. За счет омического нагрева выделяется дополнительное тепло, позволяющее ещё выше нагревать плазму, чем предусмотрено тремя специальными системами нагрева. За 20 лет эксплуатации соленоид должен выдержать порядка 60 000 импульсов.