Kansainvälinen kokeellinen fuusioreaktori

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 20. joulukuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 57 muokkausta .

ITER ( ITER ; alun perin englanninkielinen  International Thermonuclear Experimental Reactor ; tällä hetkellä nimi liittyy latinan sanaan iter  - path ) on kansainvälisen kokeellisen tokamak - tyyppisen lämpöydinreaktorin projekti . ITERin tehtävänä on osoittaa termoydinfuusioreaktion kaupallisen käytön mahdollisuus ja ratkaista matkan varrella mahdollisesti kohdattavat fyysiset ja teknologiset ongelmat. Hanketta on kehitetty 1980-luvun puolivälistä lähtien, rakentamisen oli tarkoitus valmistua vuonna 2016.

Rakentaminen aloitettiin vuonna 2010 ; Kesällä 2020 aloitettiin reaktorin kokoonpano. Arvioitu valmistumisajankohta on 2025.
ITER-laitokset sijaitsevat 180 hehtaarin maa-alueella Saint-Paul-les-Durancen kunnassa ( Provence-Alpes-Côte d'Azur ), jossa on jo ranskalainen ydintutkimuskeskus CEA ( Commissariat à l'énergie atomique ). , atomienergiakomisariaatin ).

Osallistujamaat

Historia

Kehitys ja rakentaminen

Hanketta alettiin kehittää 1980 - luvun puolivälissä . Vuonna 1992 allekirjoitettiin neljän osapuolen ( EU , Venäjä , USA , Japani ) hallitustenvälinen sopimus ITER-suunnitteluhankkeen kehittämisestä, joka valmistui vuonna 2001 [8] .

Reaktorin suunnittelu valmistui täysin, ja vuonna 2005 sen rakentamiselle valittiin paikka - Cadarache -tutkimuskeskus ( fr.  Cadarache ) Etelä-Ranskassa, 60 km Marseillesta - ( 43 ° 41,25′ N 5 ° 45,70 ′ v. d. ) [9] . Kohteen valmistelu aloitettiin tammikuussa 2007. Rakentaminen aloitettiin vuonna 2010 . ITER-laitokset sijaitsevat 180 hehtaarin maa-alueella Saint-Paul-le-Durancen kunnassa ( Provence-Alpes-Côte d'Azur , Etelä-Ranskan alue).

28.7.2020 aloitettiin reaktorin kokoonpano komponenteista [10] .

Alun perin 5 miljardin euron rakennustyön oli määrä valmistua vuonna 2016. Komponenttien suunnittelussa ja valmistuksessa esiintyneiden merkittävien teknisten vaikeuksien ja epävarmuustekijöiden vuoksi päivämäärät ovat kuitenkin toistuvasti siirtyneet eteenpäin:

Rakentaminen

ITERin tärkein osa - itse tokamak ja kaikki huoltotilat - sijaitsevat 1,0 × 0,4 km:n alueella [13] . Rakentamisen oletettiin kestävän vuoteen 2017 [14] . Päätyö tässä vaiheessa tehdään ranskalaisen ITER-viraston ja pohjimmiltaan CEA :n johdolla .

Yleensä ITER-tokamak on 60-metrinen rakenne, joka painaa 23 000 tonnia [15] [16] .

Yleinen kaavio

Tokamak

Termi "tokamak" on venäjänkielinen. Aluksi I.N. Golovin ehdotti lyhennettä " tokamag " - " toroidaalinen kammio magneeteilla " , mutta N.A. kammio magneettikeloilla .

Magneettinen järjestelmä

Tokamak-magneettijärjestelmä koostuu 48 elementistä: 18 toroidaalisesta kenttäkelasta, 6 poloidikenttäkelasta, 6 osasta koostuvasta keskussolenoidista ja lopuksi 18 korjauskelasta.

Magneettijärjestelmän luoman kentän induktio saavuttaa 13 T. Tämä on erittäin korkea arvo. Vertailun vuoksi: tämä kenttä ylittää Maan magneettikentän 200 000 kertaa. Toroidaalisen kentän ja keskussolenoidin keloissa sähkövastuksen aiheuttamien häviöiden vähentämiseksi käytetään niobium-tinayhdisteestä (Nb 3 Sn) valmistettua johdinta. Niobi-titaaniseosta (NbTi) käytetään poloidikenttäkäämeissä ja korjauskeloissa. Nestemäisen heliumin kiehumispisteessä (noin 4K eli -269 °C) nämä seokset ovat suprajohtavassa tilassa .

Toroidaalikentän (TF) kelat [17] sijaitsevat tokamak-tyhjiökammion ulkopuolella ja kryostaattikuoren sisällä. Ne koostuvat 18 identtisestä elementistä (D-muotoiset kelat), jotka on järjestetty pystysuunnassa toroidisen tyhjökammion ympärille. Ne luovat magneettikentän plasmatoruksen ympärille 11,8 T:n induktiolla ja varastoivat 41 gigajoulen energiaa. Jokainen kela painaa noin 300 tonnia, sen korkeus on 15 m ja leveys 9 m. Toroidaalisen kentän kelojen kokonaispaino on 6540 tonnia. Kelat on kierretty suprajohtavasta kaapelista, joka koostuu säikeistä, jotka on suljettu säikeisiin. samasta seoksesta valmistettu vaippa. Kaapelin sisällä olevien säikeiden lisäksi on kanavia jäähdytysnesteen - nestemäisen heliumin - kiertoon. TF-käämeissä käytettävien säikeiden kokonaispituus on yli 80 000 m. Keloja valmistetaan yhteensä 19 kappaletta (yksi vara). Näistä 10 kappaletta valmistaa Eurooppa ja 9 kappaletta Japani [18] .

Poloidikentän (PF) kelat [19] sijaitsevat TF-kelojen päällä. Ne sijaitsevat kryostaatin kuoren sisällä. Koostuu 6 kelasta, jotka on järjestetty vaakasuoraan. Tämän kentän tarkoituksena on siirtää plasmakolonni pois kammion seinistä ja puristaa se (adiabaattinen lämmitys). Kokonsa vuoksi neljä kuudesta PF-kelasta (2, 3, 4 ja 5) kelataan ITER-alueella, erityisesti rakennetussa Poloidirullarakennuksessa. Näiden tuotteiden mittakaavasta todistaa seuraava tosiasia: kahden suurimman kelan PF-3 ja PF-4 ulkohalkaisija on 24 m ja kumpikin painaa 400 tonnia [20] . Pienempiä keloja (nimet ITER-spesifikaatiossa PF-1 ja PF-6) valmistetaan Venäjällä ja Kiinassa, ja ne kuljetetaan meritse. PF-6-kelan tuotanto on uskottu Kiinalle. Tämä kela on jo täysin koottu, toimitettu Kiinasta ITERiin ja kylmätestattu. Huhtikuussa 2021 se asennettiin reaktorikuiluon [21] . PF-1-kela valmistetaan Venäjällä, Pietarissa, Sredne-Nevskin telakalla. Kelan käämitys aloitettiin kesällä 2015 [22] . Huhtikuussa 2021 ITER-verkkosivustolla oli valokuva PF-1-käärintäpussista, joka oli juuri poistettu tyhjiökammiosta, jossa pussi kyllästettiin epoksihartsilla.

Keskisolenoidi ( keskussolenoidi  - CS) sijaitsee "donitsireiässä" - tyhjökammion akselia pitkin. Se on muuntajan ensiökäämi. Muuntajan toisiokäämi on plasmarengas, joka on suljettu lyhyeen kelaan. Yksikään muuntaja ei voi toimia tasavirralla, joten ensiökäämin jännite nousee nollasta maksimiarvoonsa. Plasman läpi kulkeva virta luo ylimääräisen magneettikentän, jolla on taipumus puristaa käämiä vielä enemmän (adiabaattinen lämmitys) ja samalla lämmittää sitä ohmisen vastuksen vuoksi (induktiolämmitys). Solenoidi koostuu kuudesta kelasta, jotka on kierretty erityisestä niobium-tina-seoksesta (Nb 3 Sn) valmistetusta kaapelista. Tämä kaapeli on mitoitettu 46 kA asti. Kaapeli on suunniteltu kestämään päällekkäisten kerrosten huomattava paino ilman muodonmuutoksia. Jokainen kela on kuin pino pannukakkuja. Epoksihartsilla kyllästetty lasi-polyamidieristys, joka kestää 29 kV jännitteitä. Kuhunkin kelaan vedetyn kaapelin pituus on 910 m. Tokamakin 20 vuoden käyttöajassa keskussolenoidi tuottaa noin 60 000 pulssia.

Korjauskelat sijaitsevat tyhjökammion sisällä, kammion seinämän ja peiton välissä. Niiden tehtävänä on "tasoittaa" reunan lokalisoituja tiloja ( Edge Localized Modes  - ELM), mikä voi aiheuttaa plasmapylvään "pullistumista". Tällainen "pullistuminen" on vaarallista, ja sillä on monia negatiivisia seurauksia. Ensinnäkin plasma, joka koskettaa kammion seiniä, menettää energiaa ja jäähtyy. Toiseksi tapahtuu haihtumista ja sen seurauksena "kuuman seinän" materiaalin lisääntynyttä kulumista. Kolmanneksi haihtunut materiaali (pääasiassa beryllium) saastuttaa tyhjiökammion sisäosan hienoimmalla pölyllä. Tämä pöly plasmassa saa sen lisäksi hehkumaan, mikä jäähdyttää johtoa entisestään ja kuluttaa kuumaa seinää entisestään.

Päämagneettien ominaisuudet [23]
Johdinmateriaali Johtimen pituus, tuhatta m Paino, t Nimellisvirta, kA Magneettikenttä, T Kertynyt energia, GJ Kustannus (ennuste vuodelle 2011), milj. €
Poloidikelat (PF) NbTi 65 2163 52 6 neljä 122
Toroidaaliset kelat (TF) Nb 3 Sn 88 6540 68 11.8 41 323
Keskussolenoidi (CS) Nb 3 Sn 42 974 46 13 6.4 135
Tyhjiökammio

Tyhjiökammion muoto on torus ("donitsi"). ITER-verkkosivustolla sitä kutsutaan donitsiksi  - " donitsi ". Tyhjiökammio on valmistettu ruostumattomasta teräksestä. Se on hieman yli 19 metriä "suuri halkaisija", 11 metriä korkea ja 6 metriä "pieni halkaisija" ("donitsireiän" halkaisija). Työontelon tilavuus on 1400 m³. Tämän tokamak-komponentin massa on yli 5000 tonnia.

Tyhjiökammion seinät ovat kaksinkertaiset. Seinien välissä on ontelo jäähdytysnesteen (tislatun veden) kierrätystä varten. Sisäseinä on suojattu lämpö- ja neutronisäteilyltä peitolla.

Kammion alaosaan on asennettu vaihdin reaktiotuotteiden vangitsemiseksi. Suunnittelemme etämanipulaattoria vaihto- ja peittoelementtien purkamiseen ja asentamiseen sekä sisäisten laitteiden diagnostiikkaan ja korjaukseen.

Pääsy peiton, divertterin ja muiden "kuumassa ontelossa" sijaitsevien järjestelmien elementteihin tarjoaa 44 ikkunaa (porttia) tyhjökammion seinissä: 18 ylempää, 17 ekvatoriaalista ja 9 alempaa.

Peitto

Blanket on tokamak-järjestelmä, joka on erittäin intensiivinen lämmön ja säteilyn suhteen (yhdessä divertterin kanssa). Peiton tarkoitus on vangita lämpöydinreaktiossa syntyneet korkeaenergiset neutronit. Peitossa neutronit hidastuvat vapauttaen lämpöä, jonka jäähdytysjärjestelmä poistaa. Peiton "kuuma seinä" ei kuumene yli 240 °C:n vesijäähdytyksen vuoksi.

Huollon helpottamiseksi peitto on jaettu 440 osaan. Sen kokonaispinta-ala on noin 700 m². Jokainen elementti on kasetti, jossa on irrotettava berylliumetuseinä (8-10 mm paksu) ja kuparirunko, joka on vahvistettu ruostumattomalla teräksellä. Jokaisen kasetin mitat: 1 × 1,5 m. Sen paino on jopa 4,6 tonnia.

Berylliumin kokonaismäärä peiton valmistukseen on noin 12 tonnia.Metallinen beryllium itsessään on vähän myrkyllistä, mutta berylliumpöly voi hengitettynä aiheuttaa voimakkaan allergisen reaktion. Pitkäaikainen berylliumpölyn hengittäminen pieninä pitoisuuksina voi aiheuttaa vakavan sairauden - beryllioosin . Lisäksi berylliumpölyllä on syöpää aiheuttava vaikutus. Tokamakin käytön aikana odotetaan "kuuman seinän" asteittaista haihtumista ja vastaavasti pienimmän berylliumpölyn muodostumista (joka kääntäjän on otettava talteen). ITERissä kehitetään erittäin tiukkoja turvatoimia, joilla estetään henkilöstön altistuminen berylliumpölylle [24] .

Kolme peitekasettia on muunnettu. Näitä kasetteja kutsutaan testipeittomoduuleiksi (TBM). TBM:t sisältävät litiumin isotoopin . Kun neutronit törmäävät litiumiin, tapahtuu reaktio

Yksi tämän reaktion tuotteista on tritium . Siten ITER-tokamak osallistuu tritiumin "jalostus"-kokeeseen, vaikka se ei tuota omaa polttoainetta.

Tämän reaktion tuloksena toivotaan, että tritiumia saadaan suurempi määrä kuin mitä fuusioreaktiossa käytettiin. Tämä kokeilu on merkityksellinen seuraavan sukupolven tokamak DEMO :lle . Tämä tokamak tuottaa jo omaa polttoainetta.

Divertor

Divertteriä käytetään poistamaan epäpuhtaudet plasmasta, joka pääsee sinne peiton "kuumasta seinästä". Diverttorien käyttö stellaraattoreissa ja tokamakeissa alkoi vuonna 1951 Lyman Spitzerin ehdotuksesta . Magneettikentän muodon mukaan kääntimet kuuluvat yhteen kolmesta tyypistä: poloidi-, toroid- ja nipputyyppiset. Kaikentyyppisten vaihtimien toimintaperiaate on sama. ITER-tokamakissa käytetään poloidivaihdinta.

"Kuumalla seinällä" on aina epäpuhtauksia, jotka tarttuvat siihen adsorption seurauksena . Kuumennettaessa nämä epäpuhtaudet haihtuvat ja pääsevät plasmaan. Siellä ne ionisoituvat ja alkavat säteillä intensiivisesti. Lisää säteilyhäviöitä syntyy (nämä häviöt ovat verrannollisia tehollisen plasmavarauksen toiseen potenssiin). Siten plasmakolonni jäähtyy ja kuuma seinä ylikuumenee.

Diverttori "kuorii" jatkuvasti ulomman kerroksen plasmakolonnista (missä epäpuhtauspitoisuus on korkein). Tätä varten johdon ulkokerrokset ohjataan pienen magneettikentän avulla kohteeseen, jota intensiivisesti jäähdyttää vesi. Täällä plasma jäähdytetään, neutraloidaan, muunnetaan kaasuksi ja pumpataan sitten ulos kammiosta. Näin ollen epäpuhtaudet eivät tunkeudu johdon ytimeen.

Lisäksi ITER-tokamakissa vaihtimen tehtävänä on laskea ja pitää kiinni berylliumpölystä, joka muodostuu huovan "kuuman seinän" haihtumisen aikana. Siksi ITER-verkkosivustolla sitä kutsutaan myös vitsillä "tuhkakuppi" (tuhkakuppi). Jos et poista pölyä paloalueelta, se joutuu plasmakolonniin, lämpenee ja alkaa myös säteillä. Tämä puolestaan ​​aiheuttaa kuumaseinän ylikuumenemista, sen lisääntynyttä kulumista (haihtumista ja säteilysumutusta) ja uusien pölyosien muodostumista. ITER-säädin koostuu viidestä kohteesta, joiden välissä on rakoja. Metallipöly rullaa pois maalien tasaisilta pinnoilta ja menee aukkoihin. Sieltä hänen on erittäin vaikea päästä takaisin plasmajohtoon.

Diverttori on valmistettu 54 kasetista [25] , joiden kokonaispaino on 700 tonnia. Jokaisen kasetin koko on 3,4 m x 2,3 m x 0,6 m. Kasetin runko on erittäin lujaa ruostumatonta terästä. Kun kasetit kuluvat, ne puretaan ja tilalle asennetaan muut. Kohteet muuttavat plasmahiukkasten kineettisen energian lämmöksi, joten ne kuumenevat 3000 °C:seen ja vaativat intensiivistä vesijäähdytystä.

Harvat materiaalit kestävät tällaista lämmitystä pitkään (tokamakin käyttöikä on 20 vuotta). Tokamakin suunnittelun alkuvaiheessa oli tarkoitus valmistaa kohteita hiilikuituvahvistetusta hiilikomposiitista (CFC), mutta nyt pohditaan kysymystä näiden osien valmistamisesta volframista.

Vaihtojäähdytysjärjestelmä toimii lähes kiehumistilassa. Tämän tilan olemus on seuraava: jäähdytysneste (tislattu vesi) alkaa kiehua, mutta ei vielä kiehu. Mikroskooppiset höyrykuplat edistävät voimakasta konvektiota, joten tämän tilan avulla voit poistaa suurimman määrän lämpöä kuumennetuista osista. On kuitenkin olemassa vaara - jos jäähdytysneste edelleen kiehuu, höyrykuplat kasvavat, mikä vähentää jyrkästi jäähdytyselementtiä. ITERiin on asennettu akustisia antureita valvomaan jäähdytysnesteen tilaa. Putkilinjojen kuplien aiheuttaman melun mukaan jäähdytysnesteen sijaintitila arvioidaan. Diverttoria jäähdyttävän jäähdytysnesteen paine on 4 MPa ja sen tulolämpötila on 70 °C ja ulostulolämpötila 120 °C [26] .

Plasmalämmitysjärjestelmä

Jotta tritiumytimet pääsevät fuusioreaktioon deuteriumytimien kanssa, niiden on voitettava keskinäinen sähköstaattinen repulsio  - Coulombin este . ITER-termoydinreaktorissa tritiumia kuumennetaan tätä varten erittäin korkeisiin lämpötiloihin ~1,5·10 8 K , mikä on noin kymmenen kertaa korkeampi kuin Auringon ytimessä (~1,6·10 7 K). Näin korkeassa lämpötilassa ytimien kineettinen energia tulee riittäväksi Coulombin esteen voittamiseksi ja lämpöydinreaktion "syttymiseksi". Fuusioreaktion syttymisen jälkeen oletetaan, että on mahdollista sammuttaa ulkoiset plasmalämmittimet tai vähentää niiden tehoa. Lämpöydinreaktion odotetaan jatkuvan itsestään.

ITER-tokamak käyttää kolmea järjestelmää plasman lämmittämiseen: kahta korkeataajuista lämmitintä (ECRH ja ICRH) ja neutraaliatomiinjektoria. Lisäksi keskussolenoidia voidaan käyttää myös plasman lämmittämiseen. Nostamalla solenoidin jännite nollasta 30 kilovolttiin, on mahdollista indusoida sähkövirta oikosuljetussa plasmakelassa. Ylimääräistä lämpöä vapautuu ohmisen lämmityksen vuoksi. Tätä lämmitysmenetelmää kutsutaan induktioksi.

Elektronisyklotroniresonanssilämmitin ECRH

ECRH (Electron Cyclotron Resonance Heating) -järjestelmä lämmittää plasmafilamentin elektroneja ja sitä käytetään myös lämmön poistamiseen tietyistä plasman kohdista mekanismina, joka minimoi tiettyjen plasman jäähtymiseen johtavien epävakauksien muodostumisen. Se toimii plasman "käynnistimenä" laukauksen alussa ja lämmittää neutraalia kaasua, joka täyttää tyhjiökammion. Energialähteinä käytettiin gyrotroneja , joiden kunkin teho oli 1 MW, toimintataajuus 170 GHz ja pulssin kesto yli 500 s. Gyrotroneja on yhteensä 24. Ne sijaitsevat RF-lämmitysrakennuksessa ja välittävät energiansa aaltoputkien kautta, joiden pituus on 160 m. Gyrotroneja valmistavat Japani, Venäjä, Eurooppa ja Intia. Helmikuun lopussa 2015 Japani esitteli ensimmäisen tuotetun gyrotronin. Kaikki gyrotronit toimitetaan ITERille vuoden 2018 alussa [27] . Monikiteisestä keinotimantista valmistettuja ikkunoita käytetään syöttämään energiaa tyhjiökammioon. Kunkin timanttilevyn halkaisija on 80 mm ja paksuus 1,1 mm. Timantti valittiin, koska se on mikroaaltosäteilyä läpäisevä, vahva, säteilynkestävä ja sen lämmönjohtavuus on viisi kertaa suurempi kuin kuparin. Viimeinen seikka on tärkeä: ikkunan läpi kulkee jopa 500 MW/m² teho. Freiburgissa (Saksa) sijaitseva laboratorio harjoittaa näiden kiteiden tuotantoa. ITERille toimitetaan yhteensä 60 timanttiikkunaa [28] .

Ion-syklotroniresonanssilämmitin ICRH

ICRH (Ion Cyclotron Resonance Heating) -järjestelmä lämmittää plasma-ioneja. Tämän lämmityksen periaate on sama kuin kotitalouksien mikroaaltouunissa . Plasmahiukkaset korkean intensiteetin sähkömagneettisen kentän , jonka taajuus on 40-55 MHz , vaikutuksen alaisena alkavat värähdellä ja vastaanottavat lisää kineettistä energiaa kentältä. Törmäysten aikana ionit siirtävät energiaa muille plasmahiukkasille. Järjestelmä koostuu tehokkaasta radiotaajuisesta tetrodigeneraattorista ( asennettava RF-plasmalämmitysrakennukseen), aaltoputkijärjestelmästä energian siirtoon ja lähetysantenneista [29] , jotka sijaitsevat tyhjökammion sisällä.

Neutral Atom Injector

Injektori "ammuu" plasmakolonniin voimakkaalla deuteriumatomisäteellä, joka on kiihdytetty 1 MeV:n energiaan. Nämä atomit törmääessään plasmahiukkasiin siirtävät kineettisen energiansa niihin ja lämmittävät siten plasmaa. Koska neutraalia atomia on mahdotonta hajottaa sähkökenttään, se on ensin ionisoitava. Sitten ioni (itse asiassa deuteriumydin) kiihdytetään syklotronissa vaadittuun energiaan. Nyt nopeasti liikkuva ioni pitäisi muuttaa takaisin neutraaliksi atomiksi. Jos näin ei tehdä, tokamakin magneettikenttä poikkeuttaa ionin. Siksi kiihdytettyyn ioniin tulisi kiinnittää elektroni. Deionisaatiota varten ioni kulkee kaasulla täytettyjen solujen läpi. Täällä ioni, joka vangitsee elektronin kaasumolekyyleistä, yhdistyy uudelleen. Ne deuteriumytimet, jotka eivät ehtineet rekombinoitua, ohjataan magneettikentän vaikutuksesta erityiseen kohteeseen, jossa ne hidastuvat, yhdistyvät uudelleen ja voidaan käyttää uudelleen.

ITERin "atomitehtaan" tehovaatimukset ovat niin suuret, että ensimmäistä kertaa tässä koneessa oli käytettävä järjestelmää, jota ei ollut saatavilla aikaisemmissa tokamakeissa . Tämä on negatiivisten ionien järjestelmä. Tällaisilla nopeuksilla positiivisella ionilla ei yksinkertaisesti ole aikaa muuttua neutraaliksi atomiksi kaasukennoissa. Siksi käytetään negatiivisia ioneja, jotka vangitsevat elektroneja erityisessä radiotaajuuspurkauksessa deuteriumplasmaympäristössä, uutetaan ja kiihdytetään suurella positiivisella potentiaalilla (1 MV suhteessa ionilähteeseen), sitten neutraloidaan kaasukennossa. Loput varautuneet ionit taivutetaan sähköstaattisen kentän vaikutuksesta erityiseen vesijäähdytteiseen kohteeseen. Noin 55 MW:n sähkönkulutuksella kumpikin kahdesta ITERiin suunnitellusta neutraaliatomisuuttimesta pystyy ruiskuttamaan plasmaan jopa 16 MW lämpöenergiaa.

Kryostaatti

Kryostaatti [30] [31]  on tokamakin suurin komponentti. Tämä on ruostumattomasta teräksestä valmistettu kuori, jonka tilavuus on 16 000 m³, korkeus 29,3 m, halkaisija 28,6 m ja paino 3 850 tonnia [32] . Koneen loput osat sijaitsevat kryostaatin sisällä. Kryostaatti toimii mekaanisten toimintojen (tokamak-osien tukeminen ja niiden vaurioilta suojaaminen) lisäksi tyhjiö "termoksena", joka on este ulkoisen ympäristön ja sisäisen ontelon välillä. Tätä varten kryostaatin sisäseinille asetetaan lämpösuojat, jotka jäähdytetään typpipiirillä (80K). Kryostaatissa on monia aukkoja tyhjiökammioon pääsyä varten, jäähdytysjärjestelmän putkistot, magneettijärjestelmien tehonsyöttölaitteet, diagnostiikka, etämanipulaattori, plasmalämmitysjärjestelmät ja muut.

Kryostaatti kootaan 5500 m²:n kryostaattirakennukseen, joka on rakennettu erityisesti tätä tarkoitusta varten. Tämän kokoisen kokoonpanon toimittaminen kokonaisuudessaan on erittäin vaikeaa ja kallista. Siksi kryostaatti päätettiin hajottaa rakentavasti neljään suureen osaan (lava, kaksi sylinterimäistä kuorta ja kansi). Jokainen näistä fragmenteista kootaan pienemmistä segmenteistä. Segmenttejä on yhteensä 54. Intia harjoittaa niiden tuotantoa. Sitten fragmentit, kun ne on koottu kryostaattirakennukseen, siirretään yksitellen ja asennetaan paikoilleen - reaktorin kuiluun [33] .

Tokamak-neutronisäteilyn ympäristövaikutusten vähentämiseksi kryostaattia ympäröi erikoisbetoninen "peitto", jota kutsutaan "biosuojaksi" (BioShield). Biosuojan paksuus kryostaatin yläpuolella on 2 m.

Kryostaattialusta lepää laattaan B2 muodostettujen erityisen tiheän teräsbetonireunusten päällä (3,9 t/m³ tavanomaisen betonin 2,5 sijasta). Näitä ITER-verkkosivuston ulkonemia kutsutaan "kruunuiksi" (" kruunu "). Kruunuelementtien armatuurilla on erittäin monimutkainen asettelu; betonin valmistukseen käytetään Lapissa (Ruotsi, Kiiruna) louhittua soraa [34] . Tokamak-värähtelyyn ja kryostaatin mittojen lämpötilan muutoksiin liittyvien jännitysten vähentämiseksi kryostaattialustan ja "kruunun" väliin sijoitetaan 18 kuulalaakeria, joista kukin on kooltaan 120 × 120 × 50 cm.

Tokamakin ulkoiset järjestelmät

CODAC-ohjausjärjestelmä

CODAC (Control, Data Access and Communication) on ITER-tokamakin toiminnan tärkein ohjausjärjestelmä. CODACin henkilökunta on automaation eri alojen asiantuntijaryhmä. Tiimi konsultoi parhaillaan johtavia instituutioita ja mukana olevia yrityksiä tehdäkseen parhaita teknisiä päätöksiä ITERiä varten.

Osana CODACia:

  • viisi itsenäistä palvelinta (jokaisessa oma tallennuslaite)
  • kuusi itsenäistä paikallisverkkoa:
    • PON (Plant Operation Network – ohjausverkko tokamakia ja sen järjestelmiä varten)
    • TCN (Time Communication Network - Time Transfer Network)
    • SDN (Synchronous Databus Network - Synchronous Databus)
    • DAN (Data Archive Network)
    • CIN (Central Interlock Network – Keskitetty lukitusverkko)
    • CSN (Central Safety Network - Centralised Protection Network)
  • Terminaalit
  • Ohjaimet
  • Anturit

Organisatorisesti koko johtamisjärjestelmä on jaettu seuraaviin osastoihin:

  • Keskusvalvonta ja automaatio, seuranta ja tiedonkäsittely. Tämä järjestelmä koostuu kolmesta palvelimesta, jotka on yhdistetty I&C-rajapinnalla muihin osastoihin.
  • Tietojen näyttö ja ohjaus (Human Machine Interface). Divisioonaan kuuluvat terminaalit ja muistikuvat, CIS Central Interlock System ja Central Safety System. Molemmissa järjestelmissä on omat parametrien tallentimet.
  • ITER Control Group (ITER Control Group). Sisältää kaksi palvelinta:
    • palvelu ja sovelluspalvelin
    • datakanavan pääsyyhdyskäytävä.
  • Tokamak-järjestelmä (Plant System) on yhdistetty I&C-rajapinnalla muihin yksiköihin. Järjestelmä tarjoaa tietovirran tokamakista ja ohjaa suoraan toimilaitteita. Järjestelmä koostuu kolmesta tasosta:
    • Ohjaimet. Jokainen ohjain on yhdistetty väylällä omaan liitäntäänsä. Ohjaimet "kääntävät" digitaalisen tiedon liitäntäväyliltä hyväksytylle I&C-protokollakielelle
    • Liitännät (enimmäkseen A/D-muuntimet) muuntavat antureilta tulevan analogisen tiedon digitaaliseksi. Jotkut rajapinnat kääntävät ohjaimista saadut komennot toimilaitteiden komentoiksi.
    • Anturit ja toimilaitteet.

I&C (Local Instrumentation and Control) -protokolla on kehitetty erityisesti CODAC:ia varten. Tällä hetkellä ITERin kehittäjät ovat julkaisseet CODAC-käsikirjan, jota henkilökunta tutkii.

Polttoainejärjestelmä

ITER-tokamakin polttoaine on vedyn isotooppien - deuteriumin ja tritiumin - seos. Lawsonin kriteeri tälle reaktiolle on m −3 s.

Aiemmista tokamakeista poiketen ITER on suunniteltu erityisesti tätä polttoainetta varten.

ITER, kuten mikä tahansa tokamak, toimii pulssitilassa. Ensinnäkin kaikki sen sisältämä ilma ja epäpuhtaudet pumpataan ulos tyhjiökammiosta. Magneettijärjestelmä on kytketty päälle. Polttoaine ruiskutetaan sitten kammioon matalassa paineessa kaasumaisessa tilassa polttoaineen ruiskutusjärjestelmän avulla. Sitten deuterium-tritium-seos kuumennetaan, ionisoidaan ja muutetaan plasmaksi.

Jäätykkiä käytetään ruiskuttamaan lisää polttoainetta plasmafilamenttiin. Deuteriumin ja tritiumin seos jäädytetään ja muutetaan rakeiksi. Ase ampuu nämä pelletit plasmajohtoon jopa 1000 m/s nopeudella. Jäätykki ei toimi vain polttoaineen tiheyden säätelyssä. Tämä järjestelmä on suunniteltu estämään plasmakolonnin paikallista nurjahdusta. Näitä pullistumia kutsutaan reunalokalisoiduiksi tiloiksi (ELM).

Tokamakin tyhjiökammiossa ei kulloinkin ole enempää kuin 1 g polttoainetta.

Palamaton polttoaine yhdessä reaktiotuotteen heliumin kanssa deionisoidaan divertaattorissa ja pumpataan ulos. Sitten helium erotetaan deuteriumista ja tritiumista isotooppierotusjärjestelmässä. Deuterium ja tritium tulevat jälleen tyhjökammioon muodostaen suljetun "DT-silmukan" tokamak-polttoainekierrossa [35] .

Tyhjiöjärjestelmä

ITER-tyhjiöjärjestelmä suorittaa tehtäviä pumppaamalla pois lämpöydinreaktion tuotteet ja epäpuhtaudet tyhjökammiosta, lämpöeristämällä korjauskelat huovasta ja tyhjökammion rungosta sekä poistamalla sitä tarvitsevat apuelementit - siirto mikroaaltosäteilyn linjat, neutraalien atomien ruiskutusjärjestelmät jne. [36 ] .

Tyhjiöjärjestelmän järjestelmille ja yksiköille asetetaan erittäin tiukat vaatimukset. Niiden on toimittava pitkään ja ilman häiriötä ilman mahdollisuutta määräaikaishuoltoon.

Tyhjiöjärjestelmän on tarjottava syvä tyhjiö tyhjiökammiossa ja kryostaatin sisällä tilavuuksilla 1400 m³ ja 8500 m³. Tyhjiökammion sisällä oleva paine ei saa ylittää 10–9 normaalia ilmanpainetta. Arvioitu aika, jonka alipainejärjestelmä pystyy luomaan tämän paineen, on jopa 48 tuntia.

Tyhjiöjärjestelmän koostumus . Järjestelmään kuuluu yli neljäsataa tyhjiöpumppua, mukaan lukien kahdeksan tyhjökammion ja kryostaatin kryosorptiopumppua. Tyhjiöpumput yhdistetään ketjuiksi, joissa jokainen seuraava saa kaasua tuloaukosta korkeammalla paineella kuin edellinen.

Evakuoinnin ensimmäisessä vaiheessa kaasu pumpataan ulos onteloista mekaanisilla, toisessa vaiheessa - kryogeenisilla pumpuilla .[37] . Tiedetään, että mekaaniset pumput eivät pysty pumppaamaan kaasua kokonaan pois mistään ontelosta - molekyylien keskimääräiset vapaat polut tulevat verrattavissa ontelon mittoihin. Aine lakkaa käyttäytymästä "kuin kaasu" ja alkaa käyttäytyä "kuin tyhjiö". Siksi onkaloon jääneen aineen poistamiseen edelleen käytetään kryogeenisiä pumppuja.

Toimintaperiaatteen mukaan kryogeeninen pumppu on hyvin yksinkertainen. Se on astia, johon nestemäistä heliumia kaadetaan. Astian ulkoseinä on kryogeenisen pumpun "kylmä seinämä" (sillä on adsorptio "kookos" -suodatin). Evakuoitavasta ontelosta poistettavat kaasumolekyylit joutuvat kosketuksiin pumpun kylmän seinämän kanssa. Samalla ne "tarttuvat" seinään ja imeytyvät adsorptiosuodattimeen. Kryogeenisen pumpun toiminnan seurauksena paine tyhjennetyssä ontelossa laskee useita suuruusluokkia alhaisemmaksi verrattuna tehokkaimpaan mekaaniseen pumppuun.

"Kookossuodatin" . Yksi tyhjiöjärjestelmän tehtävistä on poistaa reaktiotuote "palamisalueelta". Lämpöydinreaktiosta syntyvä helium on poistettava tehokkaasti. Jos näin ei tehdä, helium alkaa jäähdyttää plasmaa säteilyn vaikutuksesta (ja samalla lämmittää peittoa). Heliumadsorptioon käytetään aktiivihiiltä, ​​joka saadaan kookospähkinän kuorista. Kokeet osoittavat, että kookospähkinänkuoren aktiivihiili on yksi tehokkaimmista heliumin absorboijista.

Kryogeeninen järjestelmä

Kryogeenistä järjestelmää käytetään jäähdyttämään tokamak- magneettijärjestelmän johtimet suprajohtavaan tilaan, varmistamaan kryogeenisten tyhjiöpumppujen toiminta ja tukemaan joitakin diagnostiikkajärjestelmiä.

Kryogeeninen järjestelmä koostuu kahdesta piiristä - typestä ja heliumista.

Typpipiiri tarjoaa 1300 kW lämpökuorman kiehuvan typen lämpötilassa (80K). Typpipiirissä pääkuormat ovat kryostaatin ja heliumpiirin lämpösuojat. Typpipiiri on erotettu heliumpiiristä lämmönvaihtimella ja sen tehtävänä on ottaa lämpöä heliumin jäähdytysnesteestä.

Heliumpiiri koostuu kolmesta identtisestä osajärjestelmästä. Heliumpiiri on suunniteltu 65 kW lämpökuormitukselle. Samalla heliumpiirikylmäkoneiden sähkönkulutus on lähes 16 MW. Heliumpiirin teho valitaan pienemmäksi kuin laskettu lämmön vapautuminen plasman palamisen aikana. Yksikään tokamak ei pysty toimimaan jatkuvasti - koneen fysiikka itsessään merkitsee sarjaa peräkkäin seuraavia pulsseja tai, kuten lämpöydintutkijat sanovat, "laukauksia". Heliumpiirillä on aikaa palauttaa lämpötila seuraavan laukauksen alkuun mennessä.

Kryogeenisen järjestelmän on toimittava olosuhteissa, joissa vapautuu merkittävää lämpöä (tokamakin "kuumasta seinästä", voimakkaat magneettikentät, syvä tyhjiö ja voimakkaat neutronivuot). Heliumvarastoa (25 tonnia) varastoidaan nestemäisessä muodossa (4K) ja kaasumaisena (80K) heliumsäiliöissä. Suprajohtavien magneettien jäähdyttämiseksi ja kryopumppujen tehostamiseksi järjestelmä sisältää monia heliumvirtoja ohjaavia kryokytkimiä. Heliumkuluttajat on yhdistetty kryokytkimiin ja jääkaappiin kryoliinijärjestelmällä, jonka kokonaispituus ITERissä on 3 km. Yhteensä kryosysteemi sisältää spesifikaatiossaan 4500 elementtiä.

Virtalähde

ITER ei tuota sähköä. Kaikki tokamakissa vastaanotettu lämpöenergia hajoaa ympäristöön. Kuitenkin "nälkä" tämän organisaation virtalähteeseen on melko merkittävä.

Tokamak-järjestelmien jatkuva energiankulutus on noin 110 MW. Kryogeeninen järjestelmä ja vesijäähdytysjärjestelmä kuluttavat noin 80 % jatkuvasta tehosta.

Järjestelmät, kuten neutraaliatomi-injektori, suurtaajuiset ioni- ja elektronilämmittimet sekä keskussolenoidi toimivat pulssitilassa, mikä lisää virrankulutusta plasman sytytyshetkellä. Plasman sytytyksen aikana kulutushuippu on jopa 620 MW, noin 30 sekunnin ajan.

ITER on kytketty Ranskan teollisuusverkkoon 400 kV:n jännitteellä. Tämä vaatii noin kilometrin pituisen voimajohdon . Sisäisiä tarpeita varten tämä jännite pienennetään kahteen arvoon: 22 ja 66 kV.

Sisäisiä virtalähteitä on kaksi.

Ensimmäinen, SSEN (steady state sähköverkko), on vakiotehoinen sähköverkko. Se ruokkii kaikkia kuluttajia, jotka eivät vaadi huipputehoa. Se koostuu neljästä muuntajasta, joista jokainen painaa 90 tonnia.

Toinen, PPEN (pulssitehoinen sähköverkko), on muuttuvatehoinen sähköverkko. Tämä järjestelmä ruokkii niitä kuluttajia, jotka tarvitsevat valtavaa tehoa plasman syttymishetkellä. Näitä kuluttajia ovat keskussolenoidi, plasmalämmitysjärjestelmät sekä valvonta- ja ohjausjärjestelmä. PPEN-verkko toimii kolmella muuntajalla, joista jokainen painaa 240 tonnia.

Varavirransyöttöjärjestelmäksi asennetaan kaksi dieselgeneraattoria [38] .

Vesijäähdytysjärjestelmä

Jäähdytysjärjestelmä on suunniteltu ensisijaisesti poistamaan ylimääräistä lämpöä peiton ja vaihtimen seinistä. Laskelmien mukaan tokamak tuottaa keskimäärin noin 500 MW lämpöä sykliä kohden, ja huippu on yli 1100 MW fuusioreaktion syttymishetkellä. Siksi peitteen seinät lämmitetään noin 240 °C:een ja volframidivertteri 2000 °C:seen.

Lisäksi jäähdytetään joidenkin apujärjestelmien elementtejä, kuten radiotaajuuslämmitin, kryogeeninen järjestelmä, sähköjärjestelmän kytkimet jne.

Vesijäähdytysjärjestelmä koostuu kolmesta piiristä [39] :

  • ensimmäinen piiri (suljettu) - jäähdytysneste tulee peiton ja vaihtimen vesionteloihin. Sieltä se lähetetään ensimmäiseen Tokamak-rakennukseen asennettuun lämmönvaihtimeen.
  • toinen piiri (suljettu) - jäähdytysneste kiertää ensimmäisen lämmönvaihtimen ja toisen, "ulkopuolelle" asennetun välillä, tokamak-rakennuksen ja jäähdytystornin välillä.
  • kolmas piiri (avoin) - jäähdytysneste kiertää toisen lämmönvaihtimen ja jäähdytystornin välillä, jossa se jäähdytetään, putoamalla pisaroiden muodossa suurelta korkeudelta. Vesi kerätään sitten jäähdytystornin alle olevaan vesialtaaseen, jonka tilavuus on 20 000 m³. Jäähdytystornin allas on läpivirtaus.

Vesi tulee jäähdytystornin altaaseen virtausnopeudella 33 m³/s 5 kilometriä halkaisijaltaan 1,6 metrin vesiputken kautta Canal de Provencesta. Ylimääräinen vesi tästä altaasta virtaa neljään ohjausaltaaseen (kukin tilavuus 3000 m³). Näiden altaiden veden pH-arvoa, hiilivetyjen, kloridien, sulfaattien ja tritiumin puuttumista sekä ylilämpötilaa (enintään 30 °C) tarkkaillaan. Durance-jokeen lasketaan vain vettä, joka täyttää kaikki paikallisten viranomaisten asettamat kriteerit [40] .

Hot Waste Storage

Vaikka lämpöydinreaktion tuote, helium, ei ole radioaktiivinen, energiset neutronit "aktivoivat" ajan myötä materiaalit, joista peitto ja divertteri valmistetaan. Lisäksi tokamakin kuumasta seinästä haihtuneista materiaaleista syntyvää, tritiumilla saastunutta radioaktiivista pölyä volframista ja berylliumista laskeutuu divertterin kohteisiin.

Hot Cell Facility on välttämätön, jotta voidaan tarjota tarvittavat olosuhteet neutronien aktivoimien komponenttien korjaamiseen ja talteenottoon, hylkäämiseen, leikkaamiseen, lajitteluun ja pakkaamiseen. Nämä toiminnot on suunniteltu suoritettavaksi etämenetelmin.

Lisäksi varastoon tulee vyöhyke (hermeettisesti suljettu kammio) kalliin tritiumin erottamiseksi jätteestä.

Pakkaamisen jälkeen aktiivisia aineita on tarkoitus säilyttää jonkin aikaa varastossa, minkä jälkeen ne siirretään Ranskan säteilyturvallisuuspalveluihin, joissa ne loppusijoitetaan edelleen [41] .

Kaukosäädin

Tämä järjestelmä mahdollistaa huopa- ja taajuusmuuttajakasettien huollon, diagnosoinnin ja vaihdon tarvittaessa. Pääsy tyhjökammion sisäonteloon (laukaisun jälkeen) tulee erittäin ongelmalliseksi - indusoidun radioaktiivisuuden vuoksi .

Irrotuksen jälkeen vaihdettava kasetti asetetaan erityiseen kuljetussäiliöön. Tämä säiliö poistetaan tokamakista lukkokammion kautta. Sitten säiliö yhdessä sisällön kanssa menee "kuumien" jätteiden varastoon (Hot Cell Facility). Täällä kasetti puretaan, korjataan ja sitä voidaan käyttää uudelleen aiottuun tarkoitukseen.

Tokamakin seisokkiaika riippuu etämanipulaattorin suorituskyvystä ja luotettavuudesta. Manipulaattorin maksimikantavuus on 50 tonnia [42] .

Tritium "jalostus" järjestelmä

ITER-tokamakissa käytetään polttoaineena kahta vedyn isotooppia, deuteriumia ja tritiumia .

Maapallolla ei ole ongelmia deuteriumin saamisessa. Sen suhteellinen pitoisuus meriveden vedyn suhteen on (1,55÷1,56)·10 −4 .

Mutta tritiumin kanssa tilanne on toinen. Sen puoliintumisaika on hieman yli 12 vuotta, joten tämän isotoopin vapaassa muodossa planeetallamme se on erittäin pieni (pieni määrä tritiumia muodostuu yläilmakehään aurinkotuulen ja kosmisten säteiden vaikutuksesta ). Teollisina määrinä tritiumia saadaan keinotekoisesti ydinfissioreaktoreissa , litium -6 :n vuorovaikutuksessa ( litium-6 :n atomipitoisuus luonnonlitiumissa on noin 7,5 %) neutronien kanssa, jotka muodostuvat uraaniytimien fission aikana . reaktioon:

Syyskuussa 2014 tritiumin maailmanvarasto oli noin 20 kg ja kulutus noin 7 kg/vuosi.

On odotettavissa, että litiumin ja ITER-tokamakin plasmassa syntyvän neutronivuon vuorovaikutuksesta saatu tritiumin määrä ylittää lämpöydinreaktiossa kulutetun tritiumin määrän.

ITER ei aio tuottaa tritiumia omaan kulutukseensa. Organisaatio ostaa polttoainetta reaktorin käyttöä varten sen kaikkien 20 toimintavuoden ajan. Kuitenkin seuraavan tokamakin, DEMO :n, polttoaineen lisääntymisongelma on erittäin tärkeä. Siksi ITERissä tehdään tritiumin tuotantokokeita.

Näitä kokeita varten osa peitekasetteista muutetaan. Näitä kasetteja kutsutaan "Test Blanket Moduleiksi" (TBM). Litiumyhdisteitä sijoitetaan näihin kasetteihin. Reaktion seurauksena vapautuva tritium pumpataan kuljetussäiliöön putkien kautta, joita varten on erityiset portit tyhjökammioon, kryostaatin kuoreen ja biosuojaukseen.

Kehittäjät eivät voineet yksiselitteisesti valita mitään järjestelmää tritiumin uuttamiseksi. Siksi ITERissä on kuusi näitä järjestelmiä. Kaikki järjestelmät sijaitsevat rakenteellisesti Tritium-rakennuksessa [43] .

Tekniset tiedot

ITER viittaa " tokamak "-fuusioreaktoreihin. Tokamakeissa voidaan suorittaa monenlaisia ​​fuusioreaktioita . Reaktion tyyppi riippuu käytetyn polttoaineen tyypistä.

ITER-tokamak on suunniteltu DT-polttoaineelle alusta alkaen. Kaksi ydintä : deuterium ja tritium sulautuvat muodostaen heliumytimen ( alfahiukkasen ) ja korkeaenergisen neutronin .

Suunnittelutiedot [44] [45]

Rakenteen kokonaissäde 10,7 m
Korkeus 30 m
Suuri tyhjökammion säde 6,2 m
Pienen säteen tyhjiökammio 2,0 m
Plasman tilavuus 837 m³
Magneettikenttä 5,3 T
Plasmalangan maksimivirta _ 15 MA
Plasma ulkoinen lämmitysteho 73 MW
Keskimääräinen fuusioteho pulssia kohden 500 MW
Huippufuusioteho pulssia kohden 1100 MW
Tehonlisäys kymmenen
keskilämpötila 100 MK
Pulssin kesto > 400 s

Rahoitus

Hankkeen kustannusarvio oli alun perin 12 miljardia dollaria. Osallistujien osuudet jaetaan seuraavasti:

  • Kiina, Intia, Korea, Venäjä, USA - kukin 1/11 määrästä;
  • Japani - 2/11;
  • EU - 4/11.

Heinäkuussa 2010 kansainvälisen lämpöydinreaktorin (ITER) rakentamiskustannuksia tarkistettiin ja nostettiin 15 miljardiin euroon suunnittelumuutoksen ja materiaalikustannusten nousun vuoksi [46] . Näin ollen EU:n osuutta hankkeessa pitäisi nostaa 4,36 miljardista eurosta 5,45 miljardiin.

Marraskuussa 2015 ITERin rakentamisen valmistumisajankohtaa siirrettiin vielä kuudella vuodella (aiemmin suunnitellusta vuodesta 2019) vuoteen 2025, ja arvioitu kustannus nousi 19 miljardiin euroon [12] .

Venäjän puoli kaudelle 2013-2015 investoi hankkeeseen 14,4 miljardia ruplaa (noin 500 miljoonaa dollaria): 5,6 miljardia ruplaa vuonna 2013, 4,8 miljardia ruplaa vuonna 2014 ja 3,99 miljardia vuonna 2015 [47] .

Maita ei rahoiteta siirtämällä rahaa, vaan toimittamalla korkean teknologian laitteita, joiden tuotantoa kukin maa tukee ja kehittää (esimerkiksi Venäjä toimittaa suprajohtavia magneetteja, plasmalämmityslaitteita, peittoja ja muita korkean teknologian laitteita) [48 ] .

Projektiopas

21. marraskuuta 2006, sen jälkeen kun osallistuvien maiden edustajat allekirjoittivat kansainvälisen lämpöydinkoereaktorin (ITER) perustamista koskevan sopimuksen, väliaikaisesta ITER-neuvostosta (ITER:n väliaikainen neuvosto) tuli ITERin ylin hallintoelin. Kaname Ikeda , joka toimi aiemmin Japanin tiede- ja teknologiaministerin [49] apulaisministerinä , valittiin väliaikaisen neuvoston puheenjohtajaksi .

27. marraskuuta 2007 perustettiin ITER-neuvosto (IC - ITER Council) - pysyvä ylin hankkeen hallinnan elin. Kaname Ikeda valittiin ITERin pääjohtajaksi [50] .

Hallintoelin on ITER-neuvosto (ITER-neuvosto), joka päättää valtioiden osallistumisesta hankkeeseen, henkilöstökysymyksistä, hallintosäännöistä ja budjettikuluista [51] .

1. tammikuuta 2016 lähtien Won Namkung ( Korea ) on toiminut ITER-neuvoston puheenjohtajana ja korvannut Robert Iottin ( USA ) [52] . Vuodesta 2010 vuoteen 2012 Jevgeni Pavlovich Velikhov oli ITER-neuvoston puheenjohtaja [53] .

Osamu Motojima nimitettiin 28. heinäkuuta 2010 ITER-neuvoston pääjohtajaksi [54] . 5. maaliskuuta 2015 ranskalainen Bernard Bigot korvasi Osamu Motojiman toimitusjohtajana.

  • 28. heinäkuuta 2010 ITERin neuvoston ylimääräisessä kokouksessa Osamu Motojima valittiin pääjohtajaksi [ 55 ] .
  • Ylimääräinen ITER-neuvosto nimitti 5. maaliskuuta 2015 ylimääräisessä kokouksessaan Pariisissa toimitusjohtajaksi ranskalaisen Bernard Bigotin [56] .
  • ITER-neuvosto nimitti 28. tammikuuta 2019 akateemikko Bernard Bigotin toiseksi viisivuotiskaudeksi ITER- organisaation pääjohtajaksi [57] .

Mielenkiintoisia faktoja

  • Tšekkiläisen poliitikon ja Greenpeacen ja Tšekin vihreän puolueen aktivistin Jan Beranekin mukaan 1 kg tritiumia [58]30 miljoonaa dollaria vuonna 2010noinmaksoi [59] . Hypoteettinen tritiumreaktori kuluttaisi 56 kg tritiumia tuottaakseen 1 GWh sähköä, kun maailman tritiumvarasto vuonna 2003 oli 18 kg [59] . Maailmanlaajuinen kaupallinen kysyntä vuonna 1995 oli noin 400 g vuodessa, ja noin 2 kiloa enemmän tarvittiin Yhdysvaltain ydinasearsenaalin ylläpitämiseen [60] (7 kg maailman sotilaskuluttajille). Ydinvoimalaitoksilla tuotetaan noin 4 kg tritiumia vuodessa, mutta sitä ei uuteta [61] .
  • Vakaaseen pitkäaikaiseen toimintaan voimakkaan neutronivuon ja korkeiden lämpötilojen olosuhteissa on kehitetty erityinen terästyyppi [62] . Amerikkalaisessa valikoimassa tämä teräs on 316LN, venäläisessä se on 03X16H15M3 GOST 5632-72:n mukaan [63] .
  • Yksi teoreettisista käsitteistä, jota on tarkoitus testata ITERissä, on, että litiumin ydinfissioreaktiossa (reaktio ) muodostuva tritium riittää täyttämään itse laitoksen tarpeet tai jopa ylittää nämä tarpeet, mikä teoriassa mahdollistaa uusien laitteistojen tarjoamisen tritiumilla. Reaktioon käytetty litium laitetaan tokamakin modifioituun TBM ( Test Blanket Module ) -kasettiin [64] .
  • ITERille Velikolukskyn sähkölaitteiden tehdas " ZETO " yhdessä Pietarin sähköfysikaalisten laitteiden tutkimuslaitoksen insinöörien kanssa. Efremov (" NIIEFA ") kehitti ainutlaatuisen erottimen sisäasennukseen 12 kV ja 60 tuhatta ampeeria [65] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Katso Intian teollisuus , Tiede Intiassa
  2. ↑ katso Kiinan teollisuus , Tiede Kiinassa
  3. ↑ Venäjän pääosapuolet (pääsemätön linkki) . Käyttöpäivä: 26. maaliskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 4. joulukuuta 2012. 
  4. ↑ Katso Japanin teollisuus , Tiede Japanissa
  5. ↑ Kazakstanin tasavallan pääministerin määräys 22. heinäkuuta 1998 nro 143-r ITER-neuvoston kuudennen istunnon päätöksen mukaisten toimintojen kehittämistoimenpiteistä . Haettu 6. heinäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2020.
  6. ↑ Kazakstanin materiaalitieteen tokamak (pääsemätön linkki) . Haettu 30. kesäkuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 20. kesäkuuta 2015. 
  7. ↑ JSC "Institute" KazNIPIEnergoprom "" - Tietoja instituutista (pääsemätön linkki) . Käyttöpäivä: 30. kesäkuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 7. lokakuuta 2013. 
  8. ↑ Kaname Ikeda. ITER matkalla kohti  fuusioenergiaa ] // Nucl. Fuusio. - 2010. - T. 50. - doi : 10.1088/0029-5515/50/1/014002 .
  9. ↑ Aleksei Levin. Rauhallinen fuusio: ihmiskunnan energiatoiveet  : [ rus. ] // Suosittu mekaniikka . - 2005. - nro 9 (35). - S. 76-82.
  10. ↑ ITERin kokoonpanon alkaminen avaa tietä fuusioenergian aikakaudelle  . Haettu 28. heinäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 28. heinäkuuta 2020.
  11. ↑ ITERin käynnistyspäivät siirrettiin vuoteen 2019  (12. maaliskuuta 2010). Arkistoitu alkuperäisestä 4.3.2019. Haettu 16.11.2018.
  12. ↑ 1 2 Monen miljardin dollarin kansainvälisen lämpöydinreaktorin käynnistämistä on lykätty , Lenta.ru (20. marraskuuta 2015). Arkistoitu alkuperäisestä 30. toukokuuta 2016. Haettu 22.11.2015.
  13. ↑ ITER-alueen ulkoasu. Kuva: ITER-organisaatio/ ITER-organisaation rakennusten ulkoasu (2009). Käyttöpäivä: 20. tammikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 20. tammikuuta 2015.
  14. ↑ Yksitoista joukko // Popular Mechanics . - 2017. - Nro 2. - S. 18-19.
  15. ↑ Pierre Le Hire. Eurooppa on huolissaan ITER - fuusioreaktorin kustannusten noususta . InoPressa.ru (Le Monden artikkelin käännös) (29. heinäkuuta 2010). Haettu 29. heinäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 23. joulukuuta 2014.
  16. ↑ Pierre Le Hir . L'Europe s'alarme de l'explosion du coût du réacteur à fuusioydin ITER  (fr.) , LE MONDE (28. heinäkuuta 2010). Arkistoitu alkuperäisestä 2. tammikuuta 2015. Haettu 27. lokakuuta 2015.
  17. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 2. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 14. heinäkuuta 2014.
  18. ↑ Eurooppa allekirjoittaa lopullisen sopimuksen toroidisista kenttäkeloista . Haettu 2. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 10. heinäkuuta 2014.
  19. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 2. heinäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 14. heinäkuuta 2014.
  20. ↑ Poloidikenttämagneetit . Haettu 11. huhtikuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 28. elokuuta 2016.
  21. ↑ "ENSIMMÄINEN MAGNETTI PAIKALLE" (26.4.2021). Haettu 26. huhtikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 26. huhtikuuta 2021.
  22. ↑ "Kansainvälisen järjestön ITERin edustaja arvioi PF1-käämin tuotantotilan SNSZ:ssä" (13. helmikuuta 2015). Haettu 15. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 15. helmikuuta 2015.
  23. ↑ ITER-johtimien suunnittelu ja (toivomme) ydinlämmitys Arkistoitu 3. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa , ITER , 18.9 . 2015 .
  24. ↑ Käsittele varovasti Arkistoitu 14. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa // ITER, 14. maaliskuuta  2016
  25. ↑ "Piiros, jossa näkyy yhden taittokasetin ulkoasu. Näkyvissä on kaksi sivutaulua ja yksi keskipiste, kupolin muodossa" . Haettu 5. huhtikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 10. huhtikuuta 2015.
  26. ↑ "Kuplien kuuntelu ongelmien estämiseksi", "Kuplien kuuntelu ongelmien ehkäisemiseksi" (12.12.2014). Käyttöpäivä: 14. joulukuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 13. joulukuuta 2014.
  27. ↑ "Plasmakäynnistin" (19. helmikuuta 2015). Käyttöpäivä: 19. helmikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 19. helmikuuta 2015.
  28. ↑ "Nykyajan Midaksen kosketus" (13.6.2015). Haettu 15. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 17. kesäkuuta 2015.
  29. ↑ "ICRH-lähettävän antennin piirustus" . Haettu 5. huhtikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 10. huhtikuuta 2015.
  30. ↑ ITER - tie uuteen energiaan "Kryostaatti" . Käyttöpäivä: 18. maaliskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 18. maaliskuuta 2014.
  31. ↑ "Piirustus, jossa näkyy kryostaatin ulkonäkö" . Haettu 5. huhtikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 10. huhtikuuta 2015.
  32. ↑ Pidä kylmänä . Arkistoitu 5. kesäkuuta 2015 Wayback Machineen 
  33. ↑ "Kryostaattipaja valmiina laitteistoon" (19.9.2014). Haettu 24. marraskuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 24. marraskuuta 2015.
  34. ↑ 400 000 tonnia terästä ja betonia . Arkistoitu 4. maaliskuuta 2016 Wayback Machinessa //  Iter.org
  35. ↑ ITER – tie uuteen energiaan . Haettu 27. elokuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2014.
  36. ↑ energiaa. Tyhjiöjärjestelmä ITER (12.6.2015). Haettu 19. kesäkuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 18. joulukuuta 2016.
  37. ↑ Robert Arnoux, Kylmä, kylmä maailma Arkistoitu 28. toukokuuta 2015 Wayback Machinessa / ITER Newsline #116, 29. tammikuuta  2010
  38. ↑ ITER - tie uuteen energiaan Arkistoitu 24. syyskuuta 2014 Wayback Machinessa // ITER, 25. heinäkuuta 2016  (englanniksi)
  39. ↑ Arkistoitu kopio . Haettu 29. kesäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 4. syyskuuta 2014.
  40. ↑ ITER – tie uuteen energiaan . Haettu 29. kesäkuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 26. kesäkuuta 2014.
  41. ↑ "Hot Cell Facility". "Kuuman" jätteen varastointi . Haettu 7. syyskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 11. heinäkuuta 2010.
  42. ↑ Etäkäsittely. kauko-manipulaattori . Käyttöpäivä: 7. syyskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2014.
  43. ↑ "Tritiumin lisääntyminen" (18. syyskuuta 2014). Haettu 18. syyskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2014.
  44. ↑ ITER-hankkeen virallinen kansainvälinen verkkosivusto . Haettu 8. heinäkuuta 2005. Arkistoitu alkuperäisestä 9. joulukuuta 2013.
  45. ↑ ITER-projektin virallinen venäläinen verkkosivusto . Haettu 19. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 12. syyskuuta 2011.
  46. ↑ L'Europe s'alarme de l'explosion du coût du réacteur à fusion nucléaire ITER , 13.5.2010. (linkki ei saatavilla) 
  47. ↑ Venäjän federaatio investoi vuosina 2013-2015 14,4 miljardia ruplaa ITER-projektiin (18.9.2012). Haettu 20. syyskuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 16. lokakuuta 2012.
  48. ↑ Venäjän osallistuminen ITER-projektiin, osa I. Arkistoitu 5. maaliskuuta 2018 Wayback Machinessa // tnenergy . livejournal.com
  49. ↑ https://www.iter.org/proj/itermilestones#24 Arkistoitu 3. toukokuuta 2020 Wayback Machine Signedissä! // ITER, 21. marraskuuta 2006.  (englanniksi)
  50. ↑ https://www.iter.org/proj/itermilestones#31 Arkistoitu 3. toukokuuta 2020 Wayback Machinen 1. ITER-neuvoston kokouksessa // ITER, 27. marraskuuta 2007.  (Englanti)
  51. ↑ ITER-neuvosto . Haettu 30. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 7. elokuuta 2011.
  52. ↑ Won Namkung ottaa ITER-neuvoston johtoon . Haettu 1. toukokuuta 2018. Arkistoitu alkuperäisestä 15. helmikuuta 2017.
  53. ↑ ITER-neuvosto – viides painos . Haettu 30. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 7. elokuuta 2011.
  54. ↑ Osamu Motojima, ITER-organisaation pääjohtaja (linkki ei saatavilla) . Käyttöpäivä: 30. heinäkuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 28. marraskuuta 2011. 
  55. ↑ https://www.iter.org/proj/itermilestones#56 Arkistoitu 3. toukokuuta 2020 Wayback Machinessa Osamu Motojimasta tulee DG // ITER, 27. kesäkuuta 2010.  (eng.)
  56. ↑ https://www.iter.org/proj/itermilestones#99 Arkistoitu 3. toukokuuta 2020 Wayback Machinessa Uusi pääjohtaja nimitetty // ITER, 5. maaliskuuta 2015.  (Englanti)
  57. ↑ https://www.iter.org/proj/itermilestones#141 Arkistoitu 3. toukokuuta 2020 Wayback Machinessa . Pääjohtaja Bernard Bigot hyväksyy toisen kauden // ITER, 28. tammikuuta 2019.  (englanniksi)
  58. ↑ Onko fuusiovoima todella kannattavaa? Arkistoitu 26. syyskuuta 2015 Wayback Machinessa // BBC News , 5. maaliskuuta 2010 
  59. ↑ 1 2 Tritiumin hankintaa koskevia huomioita arkistoitu 9. kesäkuuta 2020, Wayback Machine , LANL, 2003. "ITERin käynnistysvaraston arvioidaan olevan ~3 kg"
  60. ↑ Hisham Zerriffi. Tritium: Ympäristö-, terveys-, budjetti- ja strategiset vaikutukset Department of Energyn päätöksen tuottaa  tritiumia . Energia- ja ympäristötutkimuslaitos (1996). Haettu 13. marraskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 14. helmikuuta 2012.
  61. ↑ Tritiumin kansainvälinen valvonta ydinaseiden leviämisen ja aseriisunnan vuoksi arkistoitu 20. tammikuuta 2019 Wayback Machinessa , CRC Press, 2004, sivu 15
  62. ↑ Uusi teräs optimoi fuusioreaktorin kustannukset. Arkistokopio 30. marraskuuta 2020 Wayback Machinessa // Lenta.ru , 27. lokakuuta 2008
  63. ↑ Materiaalin ominaisuudet 03X16H15M3 Arkistokopio päivätty 2. helmikuuta 2017 Wayback Machinessa // Teräksen ja seosten lajittelu
  64. ↑ Matkalla lämpöydinenergiaan Arkistoitu kopio 21. syyskuuta 2014 Wayback Machinessa // Elements.ru , 17. toukokuuta 2009
  65. ↑ ZETO kehitti laitteet maailman ensimmäiseen ITER- fuusiolaitokseen

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sosiaalisissa verkostoissa
Valokuva, video ja ääni
Sanakirjat ja tietosanakirjat