شهد شهر شباط/فبراير حدثين متعلقين بإمدادات المكونات لمشروع المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي (ITER)  من روسيا. وصل في 10 شاط/فبراير ملف الحقل البولويديPF1 إلى موقع تشييد  ITER . أرسل معهد أبحاث D. Efremov للمعدات الكهروفيزيائية NIIEFA  (جزء من روساتوم) في 13 شباط/فبراير الشحنة الأولى لهذا العام من المعدات روسية الصنع لـ ITER.

لقد وصل الملف

قال بيترو باراباشي، المدير العام لـ ITER في الحفل المخصص لوصول الملف: “يسعدنا أن روسيا قامت بعمل جيد في إنتاج وتسليم ملف الحقل البولويدي. إن المغانط فائقة التوصيل المخصصة ل ITER تتطلب دقة غير مسبوقة”.

بدوره، أشار المدير العام لروساتوم ألكسي ليخاتشيف إلى أن “أفضل المهنيين الروس قد شاركوا في إنتاج ملف PF1. لقد قاموا بتطوير تقنيات وعمليات وحلول إنتاج متقدمة. يُظهر الإتمام الناجح لإنتاج ملف PF1 وتسليمه إلى موقع بناء المفاعل بوضوح أن روسيا كانت وستظل جزءًا لا يتجزأ من مشروع ITER، وبشكل أعم، من جهود البحث النووي الحراري العالمي”.

يزن ملف PF1 الدائري، الذي يبلغ طوله 9 أمتار، 200 طنا، وهو أحد ملفات الحقل البولويدي الستة في نظام المغناطيس المصمم لحصر البلازما داخل المفاعل النووي الحراري. بدأت رحلة الملف في الأول من تشرين الثاني/نوفمبر من العام الماضي عندما تم شحنه من حوض بناء السفن Sredne-Nevsky في سانت بطرسبرغ إلى ميناء Berre الفرنسي. ثم تم تحميله على مقطورة مسطحة خاصة ليتم مرافقته إلى Cadarache على طول طريق خاص مخصص للبضائع بالغة الثقل وضخمة الحجم.

الشحن النهائي للمعدات الكهربائية

إن الشحنة الأولى في هذا العام هي أيضًا الشحنة الأخيرة من المعدات الكهربائية التي يصنعها NIIEFA لمشروع ITER. تضمن التسليم قضبان توصيل عالية التيار ومجموعة مفاتيح كهربائية لنظام إمداد الطاقة للملفات الميدانية فائقة التوصيل والملف الحلزوني المركزي.

إن NIIEFA هو مقاول رائد لإنتاج المعدات الكهربائية لأنظمة الإمداد بالطاقة للفائف مغناطيس ITER. وهو يتكون من ثلاث مجموعات معدات ونظام تحكم ومراقبة.

تشمل المجموعة الأولى معدات قواطع كهربائية لنظام إخراج الطاقة الوقائي. يتم الاحتفاظ بجزيئات البلازما في التوكاماك بواسطة حقل مغناطيسي قوي ناتج عن ملفات كهرومغناطيسية. لفائفها مصنوعة من خيوط فائقة التوصيل عديمة المقاومة الكهربائية عند درجات الحرارة شديدة البرودة. وهي مصممة لتحمل تيارًا قويًا للغاية يبلغ 70 كيلو أمبير لتوليد حقول مغناطيسية. ومع ذلك، فهناك خطر، في حالة حدوث عطل تقني، من أن تتحول لقائف نظام مغناطيس ITER من حالة فائقة التوصيل إلى حالة مقاومة عادية. إذا ما حدث هذا، فسوف ترتفع درجة حرارة مئات الأطنان من الموصلات الفائقة على الفور وقد “تحترق”، وسيتضرر المفاعل بشدة. يوضح إيغور رودان، نائب المدير العام للتقنيات النووية الحرارية والمغناطيسية ومدير مركز البحث والتطوير Sintez في NIIEFA قائلا: “يضمن نظامنا الواقي لإخراج الطاقة تشغيلا آمنا لوحدة ITER. فهو في حالة حدوث عطل تقني، يطلق، بسرعة وأمان، الطاقة المتراكمة في ملفات نظام مغناطيس التوكاماك، مما يحميها من تأثيرات درجات الحرارة والتوتر العالي”.

تتضمن هذه المجموعة أيضًا أنظمة تبديل التيار التي تشرع في التفريغ المنتج للبلازما في التوكاماك في بداية كل دورة تشغيل.

تتكون المجموعة الثانية من قضبان توصيل قوية عالية التيار تزود الملفات فائقة التوصيل بالطاقة. يقول مكسيم مانزوك، رئيس قسم المفاتيح الكهربائية عالية التيار في NIIEFA: “إن هذه هي أغلى المكونات التي يغطيها عقد التوريد”. يبلغ طول القصبان في المجموع 5 كيلومترات وهي تزن مع الدعامات 900 طنا. يتم تبريدها بالماء وهي مصممة للتشغيل المستمر بالتيار المتواصل الذي يصل إلى عشرات الآلاف من الأمبيرات.

تشمل المجموعة الثالثة من المعدات الكهربائية مقاومات ممتصة للطاقة. إنها ضرورية لتبديد الطاقة المتراكمة في الحقل المغناطيسي للفائف التوكاماك على شكل حرارة. سيقوم معهد NIIEFA بتوريد ما مجموعه 29 من هذه المقاومات بوزن إجمالي 1300 طنا. وهي ستشغل مبنى كاملًا بمساحة 3000 متر مربع وستكون قادرة على تبديد أكثر من 50 غيغا جول من الطاقة. إن هذه الكمية من الطاقة ضخمة للغاية ويمكن مقارنتها بالطاقة الحركية لطائرة نقل تزن 640 طنًا متحركة بسرعة 1400 كم / ساعة. يوضح مكسيم مانزوك “إن هذه هي كمية الطاقة التي يمكن لمقاوماتنا تحويلها إلى حرارة وتبديدها في 30 ثانية بالتسخين إلى 300 درجة مئوية. سوف يبرّد نظام التبريد القسري بالهواء المقاومات إلى درجة حرارتها الأولية في غضون ساعة واحدة”. سيتم وضع بعض القضبان على دعامات بارتفاع 2 إلى 2.5 متر؛ بينما سيتم تعليق البقية من السقف.

تم تحميل الشحنة الأولى لهذا العام بوزن إجمالي، مقداره 33.4 طنا، على ثلاث مقطورات. من المبرمج أن يتم شحن أكثر من 400 طن من مكونات المعدات إلى فرنسا على حوالي 50 مقطورة في العام الحالي.

يتكون نظام المغناطيس في tokamak من 39 ملفًا فائق التوصيل، بما في ذلك 18 ملفًا حلقيًا، وستة بولويدية، وستة محرّضة، وتسعة ملفات تصحيح. يتم تشغيل نظام المغناطيس بواسطة 22 نظامًا مستقلًا للتزود بالطاقة.

ما هو ITER

يرمز ITER إلى المفاعل النووي الحراري التجريبي الدولي بناءً على تصميم توكاماك. الغرض من هذا المشروع العملاق هو إثبات إمكانية تحقيق الاندماج المتحكم به لإنتاج طاقة “أنظف” وأكثر أمانًا. إن المشروع هو جهد مشترك بين الاتحاد الأوروبي وروسيا والولايات المتحدة والهند والصين وكوريا الجنوبية واليابان.