Februárban rögtön két olyan esemény is történt, amelyek a nemzetközi termonukleáris projekt, az ITER számára készült orosz részegységek beszállításával voltak kapcsolatosak.  Február 10-én az építési területre érkezett a PF1 jelű, a poloidális mágneses tér létrehozására szolgáló tekercs, majd rá három napra, február 13-án a Roszatomhoz tartozó Elektrofizikai Berendezések Tudományos Kutatóintézetéből, más néven a Jefremov-intézetből, (orosz rövidítéssel NIIEFA) útnak indították az ITER telephelyére az orosz berendezések idei első szállítmányát.

Megérkezett a mágnestekercs

– Örülünk, hogy Oroszország sikeresen befejezte a poloidális mágneses tér létrehozására szolgáló mágnestekercs gyártását és szállítását. Az ITER szupravezető mágnesei soha nem látott pontosságot igényelnek – jelentette ki Pietro Barabaschi, az ITER Nemzetközi Szervezet főigazgatója.

– A PF1 szupravezető mágnestekercs létrehozásában a legkiválóbb orosz szakemberek vettek részt. Korszerű technológiát és gyártási eljárásokat fejlesztettek ki a mágnestekercs létrehozásához. A szupravezető mágnestekercs sikeres gyártása és leszállítása a termonukleáris reaktor telephelyére arról tanúskodik, hogy Oroszország, ahogy eddig is, a jövőben is elválaszthatatlan résztvevője marad az ITER-projektnek, mint ahogy részese a termonukleáris kutatások egészének – ​jelentette ki Alekszej Lihacsov, a Roszatom vezérigazgatója.

A PF1 tekercs, amelynek átmérője 9 m, tömege 200 tonna, egyike annak a hat mágnestekercsnek, amelyek a poloidális mágneses mező létrehozását szolgálják a fúziós reaktorban, amely mező egyben tartja a plazmát. A tekercs útja az ITER telephelyére tavaly november 1-én vette kezdetét, amikor hajóval elindították a szentpétervári Közép-Névai Hajógyárból a franciaországi Berre kikötőjébe. Onnan egy speciális tréleren a kivételesen nagy tömegű, túlméretes szállítmányok továbbítására kiépített útvonalon szállították a tekercset az ITER telephelyére, Cadarache-ba.

Az utolsó elektrotechnikai részegység

Az idei első elektrotechnikai berendezés egyben az utolsó is, amelyet a NIIEFA az ITER számára készített, illetve indított útnak.  Erősáramú áramvezető síneket, illetve a poloidális mágneses teret fenntartó szupravezető mágnestekercsekhez elektromos betáplálást biztosító csatlakozókat és más részegységeket is szállított az intézet.

A NIIEFA orosz részről az ITER áramellátását, illetve a tokamakban a plazma egyben tartását biztosító mágneses teret fenntartó szupravezető tekercsek fő szállítója. Az orosz beszállítói rész három berendezéscsoportot, illetve a hozzájuk tartozó irányítástechnikát és diagnosztikai berendezéseket tartalmazza.

A berendezések első csoportjához az elektromos betápot adó berendezések tartoznak. A plazmát a tokamakban a mágneses mező tartja egyben. A mágneses teret a szupravezető tekercsek biztosítják, amelyeknek kriogén körülmények közepette, azaz mélyhűtött állapotban nincs elektromos ellenállása. Ennek köszönhetően hatalmas, mintegy 70 kiloamper erősségű áramot képesek vezetni a mágneses tér létrehozása érdekében. Ugyanakkor fennáll egy olyan kockázat, hogy amennyiben egy műszaki meghibásodás (pl. a hűtés hibája miatt) megszűnik a szupravezetés, a többszáz tonnányi szupravezető a fellépő elektromos ellenállás miatt annyira felforrósodna, ami miatt nemcsak a tekercsek égnének le, hanem a termonukleáris reaktor is tönkremenne.

– Az általunk alkalmazott védelmi rendszernek köszönhető az ITER biztonságos működése. Műszaki meghibásodás esetén a megszakító rendszer gyorsan leoldja a mágnestekercseket megvédve ezáltal azokat a hőterheléstől és túlfeszültségtől – magyarázza Igor Rogyin, a NIIEFA-hoz tartozó Szintézis Tudományos-műszaki központ igazgatója, a NIIEFA vezérigazgató-helyettese.

Ebbe a berendezéscsoportba tartoznak az elektromos betáp berendezései, amelyek biztosítják a plazma létrehozásához szükséges energiát a tokamak minden egyes bekapcsolásakor.

A berendezések második csoportját az erősáramú áramvezető sínek és kapcsolók jelentik, amelyek biztosítják a szupravezető tekercsek áramellátását.

Ez az orosz beszállítási volumen legdrágább része – jegyzi meg Makszim Manzuk, a NIIEFA erősáramú kapcsolók osztályának vezetője. Az áramvezető sínek teljes hossza meghaladja az 5 kilométert, tömegük a tartókkal együtt a 900 tonna. A hűtésüket vízzel oldják meg, hosszú távú, több évtizedes működésük során több tízezer amper erősségű áram vezetésére szolgálnak.

Az orosz beszállítási volumen harmadik csoportjába az energiaelnyelő rezisztorok tartoznak, amelyek a tokamak mágnestekercseiben felhalmozott energiát hőenergia formájában vezetik el. A NIIEFA 29 ilyen rezisztort szállít az ITER-hez, amelyek össztömege 1300 tonna. A rezisztorok egy 3000 négyzetméteres épületet foglalnak el és 50 GJ energia elnyelésére alkalmasak. Összehasonlításként: teoretikusan ez akkora mennyiségű kinetikus energiának felel meg, mint amekkorával egy 640 tonnás felszálló tömegű, 1400 km/órára felgyorsított repülőgép rendelkezne. – Ezt a hatalmas energiát a rezisztoraink 30 másodperc alatt alakítják hővé miközben 300 °C-ra hevülnek fel. A léghűtés egy óra alatt az eredeti hőmérsékletükre hűti vissza ezeket – magyarázza Makszim Manzuk. Az áramvezető sínek egy része 2, 2,5 méter magas tartóbakokon fut, másik részüket a mennyezetre függesztik fel.

Az első idei orosz szállítmány tömege 33,4 tonna, a berendezések 3 tréleren férnek el. Összesen 50 trélernyi berendezést szállít Oroszország idén az ITER számára, amelyek össztömege több mint 400 tonna.

A fúziós reaktorként szolgáló tokamak mágneses rendszere 39 szupravezető mágnestekercsből áll. Ezek közül 18 toroidális, 6 poloidális, 6 induktor tekercs, illetve 9 korrektortekercs. A mágneses rendszer 22 független elektromos betáppal rendelkezik.

Mi az az ITER?

Az ITER tokamak alapú Nemzetközi Kísérleti Termonukleáris Reaktor. A megatudományos demonstrációs projekt célja annak bizonyítása, hogy lehetséges az áttérés az irányított termonukleáris reakciónak köszönhetően egy tiszta és biztonságos, korlátlanul rendelkezésre álló energiaforrásra, amelyet a magfúzió biztosít. Az EU tagországai mellett Oroszország, az USA, India, Kína, Dél-Korea és Japán vesz részt a projektben.