Создание самой большой и сложной сверхпроводящей системы, предназначенной для реактора ITER, близится к завершению - «Наука и технологии»

В настоящее время выполнено более семидесяти процентов всех работ по изготовлению системы сверхмощных электромагнитов и сопутствующей инфраструктуры для будущего реактора термоядерного синтеза ITER. Эта система, над которой в течение восьми лет трудились группы из Европы, Японии, Кореи, Китая, России и США, является самой большой и самой сложной сверхпроводящей системой на сегодняшний день. В ее состав входит порядка 200 километров сверхпроводящих кабелей, общим весом в 2800 метрических тонн и стоимостью 610 миллионов евро.

Без использования явления сверхпроводимости реализация управляемого термоядерного синтеза практически невозможна. Использование сверхпроводников позволяет избежать огромных энергетических потерь, получая одновременно магнитные поля невероятной силы. В реакторе ITER используется множество магнитных систем со сверхпроводящими обмотками, а общее количество энергии, которая будет циркулировать по этим магнитам, составляет 51 гигаджоуль. Циркуляция этой энергии приведет к возникновению магнитных полей, которые будут формировать, удерживать и ограничивать "шнур" высокотемпературной плазмы, разогретой до температуры в 170 миллионов градусов по шкале Цельсия.

Новые стандартные блоки, из которых строится магнитная система реактора ITER, отличаются высокой эффективностью за счет использования технологии внутреннего охлаждения кабеля CICC (cable-in-conduit), которые представляют собой сложный пакет из сверхпроводящего материала и медных проводников, заключенный в оболочку из нержавеющей стали. Для создания магнитной системы потребовалось 200 километров такого кабеля, а затраты на ее создание были разделены между участниками проекта.

Отметим, что начиная с 2007 года, организация ITER Organization взяла на себя роль "мирового стандартизатора" технологических процессов производства сверхпроводников, самих сверхпроводящих кабелей и всего сопутствующего оборудования. В этой области был разработан ряд технических требований, стандартов, методов контроля качества и методик проведения испытаний, условия которых могут быть выполнены лишь считанными единицами предприятий в мире. В связи с вышесказанным, 500 метрических тонн кабеля из ниобата олова (Nb3Sn), который используется в обмотках тороидальных магнитов реактора ITER, были изготовлены всего девятью предприятиями.
Следующим этапом процесса изготовления магнитной системы реактора ITER, станет интеграция сверхпроводящих элементов в готовые модули катушек электромагнитов, которые после этого будут отправлены к месту возведения реактора, находящееся на юге Франции.