Американская компания Holtec International завершила изготовление и поставку критически важного компонента для исследований термоядерного синтеза в Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL). Корпус центрального цилиндра (CSC) является основным компонентом Установки для проведения национального эксперимента по сферическому тору (NSTX-U) лаборатории PPPL.
Министерство энергетики США (DOE) отмечает, что термоядерный реактор должен производить высокоэффективную плазму с недорогими магнитными полями. В результате корпус центрального цилиндра должен быть спроектирован и изготовлен с соблюдением чрезвычайно жестких допусков, чтобы соответствовать строгим требованиям метрологии и магнитной проницаемости. Корпус CSC обеспечивает внутреннюю вакуумную стенку установки NSTX и конструктивную опору для обращенных к плазме компонентов и катушек. Они должны будут выдерживать температуру среды до 10 млн °C.
Создание сложной конструкции, соответствующей требованиями PPPL, потребовало от инженеров по сварке компании Holtec разработки и аттестации множества уникальных сварочных методов и оборудования. В рамках Программы обеспечения качества Министерства энергетики США были отобраны квалифицированные слесари и сварщики Holtec, которые сертифицировались на строгое соблюдение параметров аттестованных методов изготовления конструкций.
Профессор Стив Коули, директор лаборатории PPPL, отметил:
«Этот красивый кусок металла из инконеля, который я с любовью называю «ежом» из-за его дизайна с покрытием из шпилек, будет удерживать центральный магнит в нашем флагманском эксперименте на установке NSTX-U. Этот корпус не только хорош собой, но и много повидал: он был отштампован в Италии, обработан в Нью-Джерси и собран в Питтсбурге. Его окончательное прибытие к нам в лабораторию стало важной вехой проекта и позволит нам начать важные восстановительные работы».
Выполнение работ зависело от тесного партнерства между лабораториями PPPL и Oak Ridge Technologies, совместным предприятием Holtec International и Gilmartin Engineering Works, что позволило доработать окончательный проект этого компонента итеративно.
«Чтобы изготовить компонент такого масштаба, требовались экспертные знания и владение сварочной технологией самого высокого качества, – сказал Брайан Фарнсворт, директор Holtec Weld Technology. – Я чрезвычайно горжусь самоотверженностью и усердием нашей команды по созданию этого критически важного компонента, изготовление которого, по нашим первоначальным оценкам, казалось практически недостижимым».
NSTX-U является флагманской установкой термоядерного синтеза лаборатории PPPL. Сферическое устройство имеет форму, больше похожую на яблоко с извлеченной сердцевиной, чем на пончикообразную форму обычных токамаков. Оно может производить плазму высокого давления с относительно низкими и экономически эффективными магнитными полями. В PPPL отметили, что эта возможность делает его компактную сферическую конструкцию кандидатом для использования в качестве модели для опытной термоядерной установки, за которой последует создание промышленного термоядерного реактора. NSTX-U преследует три основные цели:
- исследовать способность сферической установки производить стабильные, высокопроизводительные плазмы с экономически эффективными магнитными полями;
- совершенствовать понимание и инструменты, необходимые для запуска и поддержания таких плазм неиндуктивным способом, а именно без так называемого «соленоидного» магнита для запуска процесса;
- разработать методы отвода и контроля избыточного тепла, вырабатываемого в ходе реакций термоядерного синтеза.
