Subscribe options

Select your newsletters:


Please enter your email address:

@

See More

  • На сталелитейном заводе Industeel-Le Creusot, расположенном в центральной Франции и являющимся частью глобального гиганта Arcelor-Mittal, производится 450 различных сортов стали. А арматура, которая пойдет в компоненты ИТЭР, является вершиной производства.

    В горниле ИТЭР

    Люди железного века, задолго до того, как этот термин был придуман, случайно обнаружили, что если в расплавленное железо добавить немного углерода, то[...]

    Read more

  • Космический корабль с пассажирами в поисках обитаемых планет из блокбастера 2014 года Interstellar. Энергию обеспечивают компактные токамаки, которые также вырабатывают электричество.

    Синтез и фантастика

    В 1985 году, в тот самый год, когда Генеральный секретарь Михаил Горбачев предложил Президенту Рональду Рейгану осуществить совместный международный п[...]

    Read more

  • Поставщик — США; производитель — компания Hyundai в Корее, доставка на место - фирма DAHER (глобальный поставщик транспортных услуг ИТЭР). Первый «негабаритный груз» был доставлен на площадку 17 января 2015 года.

    Самый легкий из «тяжелых» грузов

    Путешествие началось в середине ноября в промышленном порту города Улсан в Корее, который расположен в более чем 9000 километрах от площадки ИТЭР. Спу[...]

    Read more

  • В северной части рабочей площадки уже имеется два из пяти уровней опор. Только что начались работы по третьему уровню (одна из опор третьего уровня видна на фотографии).

    Опоры здания сборки — монтажа поднимаются все выше и выше

    При входе в здание сборки — монтажа находится установка по очистке, куда в первую очередь попадают все компоненты ИТЭР по мере их поступления на площа[...]

    Read more

Держать в холоде

Чтобы кофе не остывал, надо налить его в термос. Это оригинальное и простое устройство было изобретено в конце 19 века. Вакуум между двумя стенками термоса обеспечивает теплоизоляцию, которая не дает жидкости остыть.

Что в верхней части термоса, что в нижней его части — охлажденная жидкость, изолированная от внешней среды вакуумом в термосе, будет поддерживать температуру неизменной в течение нескольких часов.

В Токамаке ИТЭР сохранение холода необходимо для обеспечения сверхпроводимости магнитной системы, которая охлаждается до -269 °C за счет циркуляции жидкого гелия (см. ITERMag #5). Если не поддерживать такую необычайно низкую температуру, которая ниже, чем температура окружающей планету Плутон среды, то магниты ИТЭР потеряют свои свойства сверхпроводимости и процесс управления плазмой остановится.

Для успешной работы магнитная система должна быть исключительно изолированной от окружающей среды. Каким образом? Помещая установку и ее магниты внутрь огромного термоса — цилиндрической формы сосуда, который называется криостат. Его высота составляет 30 метров, равно как и ширина.
Объем - 16000 м³, высота и ширина - 30 метров. Криостат ИТЭР на сегодняшний день является одной из самых больших вакуумных камер в мире, а также самой сложной. (Click to view larger version...)
Объем - 16000 м³, высота и ширина - 30 метров. Криостат ИТЭР на сегодняшний день является одной из самых больших вакуумных камер в мире, а также самой сложной.


Разница в температуре между жидким гелием, циркулирующим внутри магнитов, и средой токамака составляет примерно 300 °C. Такой огромный температурный перепад снижается за счет установки промежуточного теплового барьера, который называется теплозащитный экран, на расстоянии приблизительно десяти сантиметров от магнитов. Теплозащитный экран ИТЭР будет активно охлаждаться до -193 °C. Вакуум, плотность которого примерно в миллион раз меньше, чем плотность воздуха, которым мы дышим, изолирует теплозащитный экран от криостата, тем самым, предотвращая теплообмен между двумя средами.
Индийская компания Larsen & Toubro в начале 2014 года приступила к производству криостата ИТЭР. Первые сегменты этого огромного цилиндра будут отгружены с завода в сентябре 2015 года. (Click to view larger version...)
Индийская компания Larsen & Toubro в начале 2014 года приступила к производству криостата ИТЭР. Первые сегменты этого огромного цилиндра будут отгружены с завода в сентябре 2015 года.


Общим объемом в 16000 м³, криостат ИТЭР представляет собой не только одну из самых больших вакуумных камер в мире, но и на сегодняшний день самую сложную.

В отличие от термоса, поверхность которого всегда гладкая, у криостата ИТЭР будет порядка 280 заглублений, причем некоторые из них будут доходить до четырех метров. Они обеспечат доступ системам трубопровода, электропитания, нагрева, диагностики и дистанционного управления. Каждое из таких заглублений должно быть по максимуму герметичным в целях сохранения вакуумной среды криостата.

Однако герметичность стыков и сильфонов не единственная проблема. В определенных температурных условиях материалы подвержены дегазированию, т.е. высвобождают небольшое количество своих сопутствующих молекул. Качество вакуума постепенно подвергается такому дегазированию. В этой связи необходимы мощные крионасосы для регулярного вывода таких молекул.

Помимо выполнения функции изоляции, криостат ИТЭР также выполняет структурную функцию ИТЭР. «Криостат присоединяется к установке ИТЭР механически и, таким образом, является частью структурной сборки», - говорит Игорь Секачев, инженер, отвечающий за криостат ИТЭР. «Бетонное и стальное основание, которое было сконструировано для его опоры, рассчитано на общую массу в 23000 тонны. 3850 тонн — вес самого криостата и 18900 тонн - вес вакуумной камеры, магнитной системы и теплозащитного экрана».

Индийская компания Larsen & Toubro, которая изготовила ракету, антенну и радар орбитальной станции Марса Mangalyaan, в начале 2014 года приступила к производству криостата ИТЭР. Первые сегменты этого огромного цилиндра, сделанного из стали, изготовленной на Industeel-LeCreusot (см. стр. 2), будут отгружены с завода в сентябре 2015 года.

Четыре основные секции криостата будут сварены и собраны на площадке из 54 сегментов, в цеху, который был открыт в 2014 году.

Работы по сборке токамака ИТЭР начнутся с криостата и им же завершатся. Базовая секция криостата станет первым крупным компонентом, установленном в шахте токамака. А верхняя крышка криостата весом в 600 тонн, станет последним крупным компонентом, смонтированным после сборки вакуумной камеры, магнитов, тепловой защиты и центрального соленоида. 

(1)-Только космическая энергетическая установка НАСА (NASA'sSpacePowerFacility), построенная для воссоздания высоковакуумной среды в космосе для испытания спутников и оборудования, может похвастаться более крупной вакуумной камерой (22500м³). Одна из самых потрясающих сцен из фильма «Мстители» (TheAvengers) была снята на этом объекте в 2011 году.

(2)- В ИТЭР крионасосы используются одновременно с обычными насосами для создания глубокого вакуума в средах большого объема (вакуумная камера, криостат) за счет «улавливания» газообразных молекул в их глубоком холоде.