АО «НИИЭФА» ОТПРАВИЛО ВО ФРАНЦИЮ ПОЛНОМАСШТАБНЫЙ ПРОТОТИП ЦЕНТРАЛЬНОЙ СБОРКИ ДИВЕРТОРА ИТЭР

3 декабря в АО «НИИЭФА» состоялась отгрузка полномасштабного прототипа одной из важнейших систем Международного термоядерного реактора ИТЭР – центральной сборки дивертора.

«Это сложнейшее оборудование, создание которого потребовало от российских учёных тщательных расчётов и оригинальных технических решений, – отметил заместитель генерального директора по термоядерным и магнитным технологиям – директор НТЦ «Синтез» АО «НИИЭФА» И.Ю.Родин. – Помимо требований к надёжности и безопасности, специалистам АО «НИИЭФА» необходимо было обеспечить высокие точности изготовления, обусловленные условиями работы устройства в термоядерном реакторе».

Дивертор располагается внизу вакуумной камеры токамака и служит для отбора мощности реактора и поддержания чистоты плазмы. Благодаря дивертору атомы облицовки первой стенки, появляющиеся в силу неизбежного распыления ее частицами плазмы, удаляются из периферии плазмы, вследствие чего не успевают проникнуть в центр плазменного шнура и охладить его. Устройство включает в себя тело кассеты, на которую монтируются внешние (производятся в Японии) и внутренние (производятся в Евросоюзе) вертикальные мишени и центральная сборка дивертора (производится в АО «НИИЭФА», Россия).

«Цель создания экспериментального реактора ИТЭР – демонстрация технической осуществимости термоядерной энергетики. После того, как технология будет отработана, мощность, которая сейчас выводится через дивертор, пойдёт на выработку электроэнергии», – поясняет начальник лаборатории АЛ-5 отдела АНТ-1 НТЦ «Синтез» АО «НИИЭФА» А.Н.Маханьков.

Центральная сборка дивертора (ЦСД) обеспечивает защиту кассеты дивертора от тепловых потоков и потоков заряженных частиц, а также экранирует основную плазму от нейтрального газа, находящегося в диверторе под повышенным, по сравнению с основной плазмой, давлением. В режиме нормальной работы реактора нагрузки на ЦСД составят 5 мегаватт на м2 с повышением до 10 мегаватт при кратковременных переходных процессах.

Ключевые узлы ЦСД – купол и две отражающих мишени – состоят из 34 обращённых к плазме теплоотводящих элементов. Уникальная многослойная конструкция элементов представляет собой биметаллическое основание из бронзы и стали, облицованное вольфрам-медными плитками. Для соединения материалов, обладающих разными физическими свойствами, применялись сварка взрывом, вакуумная пайка, лазерная и аргонодуговая сварка. В процессе разработки конструкции специалистами АО «НИИЭФА» был получен патент № 202604 на полезную модель «Устройство для фиксации и прижима деталей в процессе высокотемпературной вакуумной пайки в печах сопротивления». Все соединения прошли проверку методами неразрушающего контроля. Для подтверждения соответствия требуемым характеристикам, прочности и надёжности каждый элемент отдельно и узлы в сборке подверглись целому ряду испытаний: тепловым – до 5 мегаватт на м2 в течение 5000 циклов, гидравлическим – проливным и опрессовочным под давлением 7 МПа (70 атмосфер), вакуумным горячим гелиевым испытаниям при температуре 250 0С и давлении гелия 4 МПа (40 атмосфер).

После того, как прототип центральной сборки дивертора прибудет на площадку сооружения реактора ИТЭР, оборудование будет интегрировано в кассету дивертора и пройдёт полный цикл испытаний.

Изготовление опытной партии ЦСД начнётся в 2022 году. В соответствии с Соглашением о поставках АО «НИИЭФА» изготовит и поставит в Международную организацию ИТЭР 54 штатных и 4 запасных центральные сборки дивертора, которые будут поставляться в ИТЭР до 2027 года.

ITER (ИТЭР) – Международный экспериментальный термоядерный реактор на базе концепции токамака и один из крупнейших примеров глобального партнерства в сфере развития ядерной энергетики. Цель «мегасайенс-проекта» – продемонстрировать возможности управляемого термоядерного синтеза для перехода на более «чистый» и безопасный вид добычи энергии. Над проектом совместно работают страны Евросоюза, Россия, США, Индия, Китай, Южная Корея и Япония. Организацией, ответственной за выполнение обязательств российской стороны в проекте ИТЭР, определена Госкорпорация «Росатом». Работу координирует Частное учреждение Госкорпорации «Росатом» «Проектный центр ИТЭР». В ответственность Российской Федерации входит изготовление и поставка 25 сложнейших высокотехнологичных систем будущей установки. Выполнение работ по проекту ИТЭР поддерживает научные и инженерные коллективы на российских предприятиях.