На международный экспериментальный термоядерный реактор поставят панели из России

Российские специалисты из Научно-исследовательского института электрофизической аппаратуры (НИИЭФА им. Д. В. Ефремова) успешно завершили многолетний цикл изготовления и испытаний полномасштабного прототипа высоконагруженной панели первой стенки вакуумной камеры международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР. Последним этапом стали измерения геометрических параметров прототипа после проведенных испытаний.

Панели первой стенки реактора ИТЭР
Источник изображения ГК «Росатом»

Теперь ученым из предприятия «Росатома» нужно получить разрешение на начало серийного производства панелей. По соглашению с Международной организацией ИТЭР их предстоит разработать и изготовить 179 штук. Работа ответственная и высокотехнологичная: российские панели получат на себя одну из самых максимальных нагрузок по сравнению с иными компонентами ИТЭР.

Что такое ИТЭР

ИТЭР - международный экспериментальный термоядерный реактор, который создается во Франции, в департаменте Буш-дю-Рон, на базе токамака. Над проектом совместно работают Россия, США, Индия, Китай, Южная Корея, Япония и страны Евросоюза.

Токамак - это экспериментальная установка, предназначенная для использования энергии термоядерного синтеза. Для термоядерного синтеза и получения энергии требуется высокотемпературная плазма.

В камере токамака энергия, возникающая при слиянии атомных ядер, поглощается стенками вакуумной камеры в виде тепла
Источник изображения сгенерировано нейросетью DALL•Е 3

Это тепло будет применяться для производства пара, а затем, с помощью турбин и генераторов, перерабатываться в электроэнергию без выработки CO2. Управляемый термоядерный синтез ИТЭР поможет миру перейти на более чистый и безопасный вид добычи энергии.

С российской стороны в проекте ИТЭР обязательства выполняет Госкорпорация «Росатом», а работу координирует частное учреждение «Росатома» «Проектный центр ИТЭР». Панели первой стенки реактора, которые разработали в НИИЭФА - один из самых важных и технически сложных компонентов ИТЭР: наряду с дивертором они непосредственно соприкасаются с горячей плазмой.

Каждая панель состоит из 40 так называемых пальцев. Каждый палец - это сложная многослойная конструкция из бериллиевых кубиков 16 × 16 мм, напаянных на бронзу CuCrZr, которая соединена со стальной основой диффузионной сваркой. Примерные габаритные размеры одной панели 2 × 1,5 × 0,5 м, масса порядка 800 кг. Панели имеют различную форму - учеными АО «НИИЭФА» разработано около 40 вариантов их конструкции.

Пресс-служба ГК «Росатом»

Чем проект ИТЭР полезен для России?

Кроме глобальной пользы для науки, российские ученые при участии в нем получили ряд наработок и достижений. Это:

уникальный опыт и компетенции в области разработки конструкции обращенных к плазме компонентов;
созданы и освоены технологии изготовления, методики контроля и испытаний для этого направления;
производственная и экспериментальная стендовые базы;
налаженная кооперация с рядом предприятий «Росатома», ключевыми участниками производственного процесса.

Таким образом, в стране появилась база для старта будущих национальных проектов в области разработки и создания обращенных к плазме компонентов для установок управляемого термоядерного синтеза.