1 ноября из Санкт-Петербурга во Францию отправилась катушка полоидального поля PF1. Это важный компонент создаваемого международным сообществом токамака ИТЭР, который должен продемонстрировать возможность создавать термоядерные электростанции, получая больше энергии, чем ее было затрачено.
Пункт назначения морского этапа путешествия — Марсель. Оттуда катушка 104 км проедет по суше до площадки ИТЭР в Кадараше. «Повезет негабаритный груз огромный автопоезд, ночью, в сопровождении полиции и жандармерии. Я видел, как это происходило с другим оборудованием, — зрелище впечатляющее! Жители близлежащих городков и деревень высыпают на улицу с фотоаппаратами, чтобы заснять это красочное шоу», — поделился впечатлениями руководитель пресс-службы ЧУ «ИТЭР-Центр» Александр Петров.
Для чего нужна катушка
Катушка PF1 относится к элементам, необходимым для получения первой плазмы на установке, это часть магнитной системы ИТЭР. Магнитная система нужна, чтобы удерживать плазму, температура которой в некоторых режимах работы будет достигать 300 млн градусов Цельсия, на расстоянии от стенок токамака, поскольку ни один материал не сможет выдержать такую температуру. Использовать магнитное поле для удержания раскаленной плазмы придумали советские ученые в 1950‑х годах.
Российский вклад в ИТЭР
22 км сверхпроводников для обмоток катушек тороидального поля
11 км сверхпроводников для обмоток катушек полоидального поля
4 стенда для тестирования экваториальных и верхних порт-плагов
58 центральных сборок дивертора
Тепловые испытания обращённых к плазме компонентов
1 катушка полоидального магнитного поля PF1
18 верхних патрубков ваккумной камеры
8 гиротронов 170 ГГц /1МВт
9 диагностических систем для измерения параметров плазмы
179 наиболее энергонапряженных панелей первой стенки токамака
Инженерия порт-плагов для установки диагностического оборудования
Системы электропитания и коммутирующая аппаратура
Особенности российской катушки
Катушка полоидального поля PF1– масштабная конструкция. Ее диаметр составляет 9 метров, масса — 200 тонн. При этом она самая маленькая из шести, которые нужны для системы ИТЭР. Еще одну катушку, PF6 внешним диаметром 11,2 м, изготовил и поставил Китай. Четыре катушки (PF2 — PF5) собирают на месте, настолько они громоздкие и тяжелые (их диаметр составляет 17–24 м). Катушка PF1 будет устанавливаться последней.
Российскую полоидальную катушку начали разрабатывать и изготавливать в 2014 году.
Основу ее составляют восемь сверхпроводниковых двуслойных двухзаходных галет. Для каждого использовали изготовленный на предприятиях Росатома ниобий-титановый сверхпроводник. «Интересный факт: внутри реактора температура, как известно, будет в 10 раз выше, чем на Солнце, а в катушках — то есть буквально в паре метров от сердца реактора — самая низкая в Солнечной системе, около 4 К», — отметил замдиректора «ИТЭР-Центр» Леонид Химченко. Сверхпроводники испытывали долго и скрупулезно: надо было убедиться, что они соответствуют спецификации по току, стойкости сверхпроводника, электрической изоляции, качеству компаунда и прочему. Погрешность в размерах не должна была превышать 1 мм.
Первая галета была готова в 2016 году, последняя — в 2019‑м. В марте 2021 года успешно завершилась вакуумно-нагнетательная пропитка обмотки. Это одна из самых сложных и ответственных операций. В марте 2022 года катушка успешно прошла приемочные испытания. Технологии и оборудование для катушки разработал Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры («НИИЭФА», входит в Росатом), строилась она на Средне-Невском заводе в Санкт-Петербурге. «Мы прошли все этапы от разработки рабочей конструкторской документации через квалификацию процессов и решение сложнейших технологических задач до итоговых испытаний, подтвердивших соответствие всем требованиям Международной организации ИТЭР. Считаю это событие безусловным достижением российской науки. Для РФ — это крупнейший в истории сверхпроводниковый электромагнит. В мире есть не так много стран, которые способны изготовить подобное изделие», — заявил заместитель гендиректора по термоядерным и магнитным технологиям — директор НТЦ «Синтез «НИИЭФА» Игорь Родин.
Особенности прочтения
Аббревиатура ITER изначально расшифровывалась как International Thermonuclear Experimental Reactor. Но сейчас ее стали ассоциировать с латинским словом iter со значением «путь, движение, дорога».
«Это событие колоссальной важности как для отечественных предприятий, которые участвовали в изготовлении этого сложнейшего компонента будущего термоядерного реактора, так и для всего проекта в целом. Выдающийся результат многих лет плодотворной, слаженной работы ведущих российских институтов и предприятий промышленности, эффектная демонстрация нашего научно-технологического потенциала», — заявил на проводах катушки директор «ИТЭР-Центр» (входит в Росатом) Анатолий Красильников. По его словам, несмотря на беспрецедентные санкции и ограничения, введенные западными странами, Россия углубляет изучение и внедрение высокотехнологичных производств, в том числе, в промышленной сфере.
