Сообщается, что российские специалисты завершили монтаж трёх гиротронных комплексов в составе экспериментального термоядерного реактора ИТЭР во Франции. Оборудование было изготовлено нижегородским предприятием АО НПП «ГИКОМ» и доставлено на объект осенью 2022 года. Установку выполнили сотрудники Института прикладной физики РАН, «ГИКОМ» и Проектного центра ИТЭР «Росатома».

Обзор Intel Core Ultra 7 270K Plus — лучший Arrow Lake за полцены

Обзор Intel Core Ultra 5 250K Plus, или Как Arrow Lake превратился в «топ за свои деньги»

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

72 полёта над Марсом: как Ingenuity пережил зиму, сбои и собственную миссию

Ryzen и DDR5-6000 на чипах Samsung — G.Skill даёт добро

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Источник изображения: «Росатом»

На весь монтаж потребовалось всего шесть недель, что подчёркивает высокий уровень подготовки российских участников проекта.

Гиротроны — это одни из ключевых элементов системы нагрева плазмы в термоядерном реакторе. Они генерируют мощное микроволновое излучение миллиметрового диапазона, которое можно сравнить с чем-то средним между работой микроволновой печи и оптического лазера: энергия передаётся в виде направленного пучка. Эти комплексы нужны не только для вспомогательного разогрева плазмы, но и для локального воздействия на неё. Такая возможность помогает подавлять неустойчивости плазмы и управлять её конфигурацией, что критически важно для будущих термоядерных установок.

По словам директора Проектного центра ИТЭР Анатолия Красильникова, температура плазмы в реакторе должна достигать 300 млн градусов, что примерно в 20 раз выше температуры в ядре Солнца. Для выхода на такие параметры требуются системы исключительной сложности, ранее в мире не применявшиеся в подобных масштабах. Российские гиротронные комплексы обладают рекордными техническими характеристиками: их КПД достигает 55 %, тогда как зарубежные аналоги не дотягивают до 50 %. Именно благодаря этим показателям Россия получила значительную часть заказа — восемь гиротронов из 24, необходимых для работы ИТЭР.

ИТЭР строится на юге Франции с 2010 года как крупнейший международный эксперимент по управляемому термоядерному синтезу. В проекте участвуют 35 стран, включая Россию, а его стоимость оценивается примерно в €19 млрд (и неуклонно растёт). Реактор должен продемонстрировать возможность получения 500 МВт термоядерной мощности при затратах 50 МВт на поддержание горения плазмы, то есть с энергетическим коэффициентом 10:1. Электричество на ИТЭР производить не планируется: эта установка станет научно-техническим демонстратором, а уже следующий этап — проект DEMO — должен приблизить термоядерную энергетику к реализации в виде электростанции.

На днях на стройплощадку Международного термоядерного экспериментального реактора (ITER) на юге Франции прибыл первый из четырёх российских испытательных стендов. Эти стенды являются ключевыми для проекта, поскольку будут проверять «окна в плазму» — специальные порты в рабочей камере реактора с измерительным оборудованием. Таких портов будет 24, каждый из которых проверят вакуумом, нагревом, радиацией и ЭМ-излучением.

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

72 полёта над Марсом: как Ingenuity пережил зиму, сбои и собственную миссию

Обзор Intel Core Ultra 5 250K Plus, или Как Arrow Lake превратился в «топ за свои деньги»

Обзор Intel Core Ultra 7 270K Plus — лучший Arrow Lake за полцены

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Ryzen и DDR5-6000 на чипах Samsung — G.Skill даёт добро

Источник изображений: «Росатом»

Проект ИТЭР — первый в своём роде, и его бублик-реактор будет «утыкан» приборами, как ёжик иголками. Этим, в частности, объясняется дороговизна реактора. Штатные термоядерные электростанции будут намного проще по конструкции и содержанию диагностических приборов.

Рабочая камера реактора ИТЭР будет содержать 9 нижних, 6 средних и 9 верхних диагностических порт-плагов. Каждый порт-плаг — это стальная коробка массой от 20 до 45 тонн. Он будет намертво встроен в реактор со сроком службы свыше 20 лет. Внутри порт-плагов будет размещаться диагностическое оборудование для контроля физических состояний в камере. Доступ к оборудованию должен осуществляться без разгерметизации камеры. При этом порт-плаги должны выдерживать запредельные температуры, радиацию, электромагнитные поля и давление. Российские компании, кроме диагностических стендов, изготавливают также ряд порт-плагов — преимущественно верхних и средних.

«Этот испытательный стенд — одна из самых сложных и наукоемких систем в сфере нашей ответственности по проекту. Для его разработки и изготовления нашим ключевым поставщикам пришлось создать и внедрить передовые инновационные решения. России поручено изготовление всех четырех установок, и это — результат нашего опыта и технологического лидерства», — сказал директор «Проектного центра ИТЭР» Анатолий Красильников.

Следующий этап — это проведение испытаний, в ходе которых внутри стендов будут воспроизведены условия, максимально приближённые к реальным. Затем изготовленные порт-плаги будут помещаться внутрь стендов для комплексных вакуумных, тепловых и функциональных испытаний.

На церемонии по случаю доставки первого стенда во Францию руководитель проекта по сооружению ИТЭР Серджио Орланди сказал: «Как руководитель проекта по сооружению установки, я очень рад, что эта поставка первого стенда для испытаний порт-плагов от российского Агентства ИТЭР состоялась. Этот комплекс — яркий пример высокого уровня промышленных возможностей Российской Федерации, обеспечившей завершение проекта в срок, с требуемым качеством и в рамках бюджета».

Кроме того, Россия уже поставила для ИТЭР ряд сверхпроводящих магнитов и элементов рабочей камеры, а также модули подключения силовых цепей и другие комплектующие.

Испытания международного термоядерного экспериментального реактора (ИТЭР) будут отложены на годы, а затраты возрастут на $5,4 млрд. Это нанесёт новый удар по и без того невероятно дорогому крупнейшему в мире эксперименту по термоядерной энергетике. Согласно первоначальному плану, первую плазму на ИТЭР, который строится во Франции с участием 33 стран, включая Россию, должны были получить в 2025 году. Теперь это официально признано невозможным.

Ryzen и DDR5-6000 на чипах Samsung — G.Skill даёт добро

Обзор Intel Core Ultra 7 270K Plus — лучший Arrow Lake за полцены

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Обзор Intel Core Ultra 5 250K Plus, или Как Arrow Lake превратился в «топ за свои деньги»

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

72 полёта над Марсом: как Ingenuity пережил зиму, сбои и собственную миссию

Сектора вакуумной камеры, где должна циркулировать плазма, оказались изготовленными с несоблюдением размеров, также выявлены дефекты сварки в трубах системы охлаждения. Эти проблемы вынуждают усомниться, что термоядерный синтез, как источник безграничной чистой энергии, будет запущен на ИТЭР в обозримом будущем.

Новый глава ИТЭР — Пьетро Барабаски (Pietro Barabaschi) — подчеркнул, что даже без выявления брака прежние сроки выдержать было нельзя, настолько затянулось строительство. «Конечно, задержка ИТЭР идёт не в правильном направлении, — заявил Барабаски во время сегодняшнего брифинга. — Что касается влияния ядерного синтеза на проблемы, с которыми сейчас сталкивается человечество, нам не следует ждать, пока ядерный синтез решит их. Это неразумно».

Ранее Барабаски уже сообщил, что начальная фаза операций, которая заключается в запуске дейтерий-дейтериевых реакций для синтеза трития, перенесена на 2035 год, а полноценные испытания реактора теперь начнутся не раньше 2039 года, что на четыре года отстаёт прежних прогнозов.

Источник изображения: ITER

Уже второй раз за восемь лет ИТЭР приходится пересматривать свой бюджет и сроки. Первоначально планировалось, что стоимость проекта составит около $5 млрд, а испытания начнутся в 2020 году. На сегодняшний день бюджет превысил $22 млрд, а дата испытаний не установлена. Дополнительные расходы, по словам Барабаски, составят около $5,4 млрд.

Задержка ИТЭР может привести к тому, что на первый план выйдут термоядерные проекты, финансируемыми из частных источников. Компании Commonwealth Fusion Systems и Tokamak Energy используют меньшие версии такого же реактора и планируют начать испытания прототипов в этом десятилетии.

Источник изображения: Culham Centre for Fusion Energy

Барабаски «очень скептически относится» к тому, что любые стартапы, обещающие коммерческую эксплуатацию к 2040 году, смогут достигнуть своих целей. «Даже если бы сегодня нам удалось запустить термоядерный синтез, я не верю, что мы сможем осуществить его коммерческое внедрение к 2040 году, — сказал он. — Нам придётся решить ряд других технических проблем, чтобы сделать его коммерчески жизнеспособным».