ITER: Итоги 2014 года

2014 год еще не так давно виделся решающим для проекта: должно было произойти резкое ускорение строительства зданий, а в изготовлении компонентов должно было случится несколько ключевых моментов. Однако всего этого не произошло. Такой итог - очередная пачка несбывшихся обещаний стал поводом для мощных подковерных движений, поскольку основные функционеры управляющей организации ИТЭР понимают, что дальнейшие сдвиги сроков и удорожание строительства могут привести к развалу проекта и выходу из него некоторых участников. Сейчас идет малоафишируемый процесс построения нового “реалистичного” расписания сборки, а в проекте сменился директор (Осаму Мотоджиму сменил Бернар Биго). Остается надеятся, что каким-то образом эти бюрократические движения проекту помогут, хотя на мой взгляд основной источник проблем - это не управляющая международная организация, а Европейское агенство, которое затянуло все что только можно и сорвало сроки по строительству зданий (на 22 месяца) или по намотке полоидальных катушек (примерно на столько же).

Тем не менее, все эти затягивания начнут сказыватся ближе к началу 20х, когда до заявленного срока запуска (2021 год) останется совсем немного. Пока же мы можем посмотреть на прогресс проекта в 2014 году.

Строительство комплекса.

Пока основные усилия по созданию термоядерного реактора прилагаются европейскоми строителями. На площадке ITER в Карадаше, Франции за этот год успели сделать следующее:

1. Залить второй фундамент основания Комплекса зданий Токамака, толстую плиту, которая опирается на сейсмоизоляцию, и начать возводить стены -2 этажа
   
   
   Рис. 1 Заливка последнего участка основания -2 этажа.
   
   Рис. 2 Начало стоительства стен -2 этажа.
    

2. Начать строительство стен здания Сборки, которое непосредственно примыкает к зданию Токамака. Могучие колонны стен будут выдерживать нагрузки от ходящих сверху кранов с компонентами iter весом до 1300 тонн.
   
   
   Рис. 3. Начало монтажа стены здания Сборки в ноябре месяце.
   
   
   Рис. 4 Проектное изображение каркаса здания сборки.
    

3. Достроить и сдать сдание сборки Криостата. Криостат имеет диаметр 30 метров, поэтому целиком его не привезти. Он будет сварен из 54 деталей (тоже весьма немаленьких) в 6 укрупненных модулей в здании сборки Криостата, и потом перемещен по площадке для установки в здании Токамака.
   
   Рис.5. Окончания строительства здания криостата (на заднем плане).
   
   
   Рис.6.Здание внутри

Кроме того, были построены несколько складов для хранения компонентов будущего реактора - не все национальные агенства так тупят как Европейцы, поэтому уже в 2015 пойдет наростающий поток изделий, которые по оригинальному плану с этого года планировалось начать устанавливать в постепенно сдающиеся здания комплекса.

Изготовление компонентов
Промышленное производство многих агрегатов и машин, которые будут использоваться при строительстве ITER приходится начинать с заказа специальных материалов, продолжать изготовлением поковок, мехобработкой, сваркой, сборкой и т.п. Поэтому цикл производства приходится начинать задолго до поставки. Так, сверхпроводящие провода для магнитов начали изготавливать в 2009 году, и более того, сами провода уже по многим национальным агенствам изготовлены полностью. Получается, что производство компонентов живет своей жизнью, и не запаздывает так сильно, как здания. Из важных успехов 2014 года хотелось бы отметить:
 

• --Изготовление в Италии сверхпроводящих кабель-кондукторов для полоидальной катушки PF1. Намотка опытной секции этой катушки начнется уже в феврале в Санк-Петербурге, и это будет скорее всего первая изготовленная полностью катушка ИТЭР.
  
  Рис. 7. Смотка первого кабель-проводника для Российской полоидальной катушки в Италии.
   

• --Сборка  первых сегментов основания криостата в Индии. Уже осенью 2015 года из этих компонентов может начаться сварка основания криостата - первого крупного компонента ИТЭР.
  
  Рис. 8. Сегмент основания криостата.
   

• --Изготовление первых радиальных плат тороидальных катушек во Франции. Довольно сложное фрезерованнаое изделие из нержавейки размером 120х9000х12000 мм. 7 таких радиальных плат составляют намоточный пакет одной тороидальной катушки (которых всего будет 18) и изготовление первой смотки для такой радиальной платы в Японии.
  
  Рис. 9 Фрезеровка радиальной платы.
  
  
  Рис. 10 Намотанный проводник для одной радиальной платы. Затем его нагреют в печке и упакуют в плату (с двух сторон).
  
  

• --Изготовление комплекта блоков питания ионного источника NBI в Италии
    

Рис. 11. На заднем плане источники тока, напряжения и радиочастотные генераторы источника ионов NBI.
 

• --Испытания преобразователя напряжения для управления током в сверхпроводящих катушках в Китае. Сейчас уже развертывается серийное производство этих преобразователей, летом 2016 года они должны быть поставлены на площадку.
   

Рис. 12. Испытания преобразователя напряжения катушек PF2,3,4,5.
 

• --Испытания сильноточных шиш для соединения преобразователей и катушек в НИИЭФА в России.
  
  Рис. 13. Испытание шинопровода в НИИЭФА (длинный горизонтальный брусок алюминия в изоляции).
   

• --Изготовление первых тепловых криоэкранов в Корее. Эти экраны будут снижать тепловой поток на криогенные компоненты токамака.

• --Изготовление первой сверхпроводящей корректирующей катушки (из 18) в Китае.
  
  Рис.14 Нижняя корректирующая катушка.
   

• --Изготовление системы вдува гранул топлива в США - специальная система намораживает дейтерий (или в перспективе дейтерий-тритиевую смесь), режет его на кусочки в 2-3 мм диаметром, и вдувает на скорости 700 м/с через несколько трубок в нужное место реактора. Этим достигается не только запитываение реактора дейтерием, но и подавление нестабильностей плазмы.
  
  Рис. 15. Газовые пушки, разгоняющие гранулы по различным направлениям для вдува в тор.
  
  Кроме того, конечно в мире шли сотни исследовательских работ по отработке технологий (в т.ч. на 4-х токамаках: JET, Tore Supra, D-III, KSTAR), необходимых для компонентов токамака, разработке приборов и агрегатов, испытанию прототипов элементов, разработка программного обеспечения,  моделирование и чисто научная деятельность. К сожалению, даже фрагментарно очень сложно все это показать.

В 2015 году, как все продолжают надеятся, нас ждет ускорение темпов строительства, сдача -2 и -1 этажа здания токамака, возведения сдания Сборки, начало строительства нескольких еще важных зданий (радиочастотного нагрева, криофабрики, здания очистки компонентов, зданий преобразователей магнитной энергрии), продолжени ритмичного производства (ведь на 2016 год запланировано очень много важных инсталляций на площадке) и исследований в поддержку проекта. Очевидно только то, что и в 2015 и в 2016 годах проект ИТЭР будет оставаться крупнейшим научным и инженерным объектом на планете.