Держать в холоде

Subscribe options

Select your newsletters:

Please enter your email address:

@

Your email address will only be used for the purpose of sending you the ITER Organization publication(s) that you have requested. ITER Organization will not transfer your email address or other personal data to any other party or use it for commercial purposes.

If you change your mind, you can easily unsubscribe by clicking the unsubscribe option at the bottom of an email you've received from ITER Organization.

For more information, see our Privacy policy.

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.