Первый из 24 гиротронов установлен на верхнем этаже экспериментального термоядерного реактора ITER, строящегося в Кадараше на юге Франции. Одновременно компания General Atomics завершила изготовление всех шести модулей центрального соленоида для установки на токамаке ITER.
Гиротроны, которые называют «стартером плазмы» за их ключевую роль в инициировании плазменных импульсов, либо «генератором волн» за способность создавать высокочастотные колебания, соответствующие резонансной частоте электронов в плазме (170 ГГц), являются критически важным элементом вспомогательной системы нагрева Международного термоядерного экспериментального реактора. Электронно-циклотронный резонансный нагрев (ECRH) разогревает электроны в плазме, а те передают энергию ионам через столкновения.
Первоначальный базовый план ITER предусматривал 24 гиротрона: восемь — из Японии, восемь — из России, шесть — из Европы и два — из Индии. Первые шестнадцать гиротронов из Японии и России успешно прошли все приемочные испытания и уже доставлены на площадку ITER. По мере готовности их будут устанавливать один за другим на так называемом «гиротронном этаже» Радиочастотного здания.
Установка первого гиротрона высотой 2,7 метра, поставленного Японским национальным агентством, уже завершена. Он подключен к системе электропитания, а его ввод в эксплуатацию намечен на конец этого месяца.
«Одним из ключевых моментов пусконаладочных работ станет генерация первых радиочастотных волн», — сообщили в организации ITER.
ITER является крупнейшим международным проектом по сооружению токамака, призванного продемонстрировать осуществимость управляемого термоядерного синтеза как крупномасштабного и безуглеродного источника энергии. Цель ITER — достичь мощности плазмы в 500 МВт (не менее 400 секунд непрерывной работы) при мощности подведения нагрева в 50 МВт. При этом в процессе эксплуатации может потребоваться дополнительно до 300 МВт·э. Генерации электроэнергии на установке не предусмотрено.
В проекте участвуют 35 стран. Евросоюз финансирует почти половину расходов на строительство, остальные шесть партнеров — Китай, Индия, Япония, Республика Корея, Россия и США — в равных долях покрывают оставшуюся часть. Строительство началось в 2010 году. Первоначальная цель запуска первой плазмы в 2018 году была перенесена в 2016 году на 2025-й. Однако в июне прошлого года был представлен обновленный проектный график, предусматривающий «научно и технически обоснованную начальную фазу эксплуатации, включая работу на дейтерий-дейтериевой плазме в 2035 году, а затем полный выход на магнитную энергию и плазменный ток».
Новая базовая программа ITER предусматривает более мощные системы радиочастотного нагрева плазмы, что изменило планы как по поставке гиротронов, так и по развитию Радиочастотного комплекса. Для начала работы установки потребуется уже 48 гиротронов, а еще 24 будут необходимы для первой фазы работы на дейтерий-тритиевой плазме (DT-1). Это требует дополнительных закупок, расширения Радиочастотного здания и строительства отдельного корпуса для оборудования системы нагрева на ионном циклотронном резонансе.
Центральный соленоид
Компания General Atomics объявила об успешном завершении работ над модулями центрального соленоида — самого крупного и мощного импульсного сверхпроводящего магнита, когда-либо созданного. Центральный соленоид ITER будет генерировать основную часть магнитного потока для зажигания плазменного тока и поддержания его стабильности.
Магнит состоит из шести отдельных модулей, каждый весом более 122,5 тонны. На изготовление каждого уходило более двух лет, затем проводились испытания и транспортировка во Францию, где модули будут собраны в систему высотой более 18 метров, шириной 4,25 метра и массой свыше 1000 тонн.
Проект, продолжавшийся 15 лет, был реализован на предприятии General Atomics Magnet Technologies Center в Поувее, штат Калифорния.
«Этот проект стал переломным моментом как для США, так и для General Atomics, — отметил вице-президент по направлению магнитного термоядерного синтеза компании General Atomics Уэйн Соломон. — Мы стали первой частной компанией, которая взялась за создание термоядерных магнитов такого масштаба. General Atomics гордится тем, что возглавляет разработку технологий, необходимых для воплощения в жизнь идеи энергетики на основе управляемого синтеза».
