В понедельник, 15 декабря, на площадке международного проекта ITER был сделан важный шаг к запуску самого амбициозного термоядерного эксперимента в истории. Первая тороидальная катушка TF07 весом около 300 тонн была помещена в специальный криостат для испытаний в условиях глубокого космоса — при температуре всего 4 Кельвина (минус 269 градусов Цельсия). Это событие знаменует начало финального этапа проверки магнитной системы реактора перед его сборкой.
Зачем нужны такие экстремальные испытания
Тороидальные катушки уже проходили тесты при 80 К (минус 194°C) на заводах-изготовителях в Японии и Европе перед отправкой во Францию. Однако проверка при рабочей температуре в 4 К — это качественно иная операция. При такой температуре обмотка внутри катушки становится сверхпроводящей, что позволяет пропускать через нее огромный электрический ток и генерировать мощнейшее магнитное поле, необходимое для удержания плазмы.
Как объяснил Дэвид Грийо, заместитель руководителя программы ITER по системам установки, параметры внутри испытательного стенда не полностью воспроизводят условия работы в реакторе, но они достаточно близки для проведения «частичной, но полномасштабной наладки магнитной системы токамака». По его словам, это позволит минимизировать риски и сэкономить проекту огромное количество времени, фактически проведя генеральную репетицию.
Инфраструктура для глубокого холода
Создание испытательного комплекса — само по себе достижение. Работы начались более двух лет назад. Были построены и доставлены в рекордные сроки:
- Сам испытательный комплекс для магнитов.
- Криостат в форме «коробки для сардин» — его центральный элемент.
- Специальная траверса (распределительная балка), которая позволила огромному красному башенному крану аккуратно опустить катушку внутрь криостата.
Тестирование при 4 К требует сложной инфраструктуры: огромного изолированного криостата, мощных систем охлаждения и электропитания, подключенных к катушке через настоящий ITER фидер, а также всей необходимой контрольно-измерительной аппаратуры.
Криостат / источник: iter.org
Что ждет катушку в ближайший месяц
После того как криостат будет закрыт, внутрь катушки начнет поступать жидкий гелий, постепенно понижая ее температуру до 4 К. Само криогенное испытание продлится целый месяц. За это время команды рассчитывают проверить от 4 до 5 катушек. В планы входит испытание не только тороидальных катушек, но и самой маленькой полоидальной катушки PF1, которая поместится в криостат без серьезных доработок.
Этот этап особенно важен на фоне быстрого прогресса в сборке секторных модулей вакуумной камеры реактора, каждый из которых включает две тороидальные катушки. Испытания на месте позволят синхронизировать процессы и избежать задержек.
Проект ITER — это всегда баланс между грандиозными научными амбициями и суровой инженерной реальностью. Испытание 300-тонной катушки при температуре, близкой к абсолютному нулю, выглядит как сцена из научной фантастики. Однако за этой картинкой стоит прозаичная, но критически важная цель: проверить, как гигантские компоненты поведут себя в реальных, а не смоделированных условиях. Это тот самый случай, когда одна неудачная прокладка или микротрещина может обернуться многолетней задержкой и дополнительными миллиардами евро. Так что месяц в ледяном «коконе» — это не излишество, а необходимая страховка для одного из самых сложных инженерных сооружений человечества.
По материалам ITER.