Pull to refresh
  • by relevance
  • by date
  • by rating

Началась сборка термоядерного реактора ИТЭР

Popular science Energy and batteries Physics The future is here

Схема реактора ИТЭР: габаритные размеры реактора ~ 40×40 м; 1 — центральный соленоид (индуктор); 2 — катушки полоидального магнитного поля; 3 — катушка тороидального магнитного поля; 4 — вакуумная камера; 5 — криостат; 6 — дивертор

Через четырнадцать лет после получения официального разрешения учёные наконец-то начали сборку гигантского термоядерного реактора ИТЭР. Экспериментальный реактор призван продемонстрировать, что ядерный синтез может быть безопасным источником энергии на Земле.

ИТЭР — самое сложное техническое сооружение в истории человечества. Основная конструкция состоит из 10 млн деталей. Это больше, чем в Большом адронном коллайдере. Инженеры называют её «крупнейшим в мире паззлом».
Total votes 35: ↑34 and ↓1 +33
Views 9.4K
Comments 41

Началось изготовление ключевых компонентов ITER

Energy and batteries Physics

Термоядерный реактор ITER — маленькая копия Солнца

После нескольких лет задержек наконец-то началась работа по сборке ключевых компонентов ITER — катушек тороидального поля.

Одни из самых крупных компонентов термоядерного реактора делает подрядчик CNIM. Он занимался судостроением, прежде чем переключился на точное машиностроение. Расположение завода в Ла-Сейн-сюр-Мер в пригороде Тулона (Франция) на побережье является преимуществом, потому что некоторые из компонентов настолько громоздки, что их можно транспортировать только морем.
Читать дальше →
Total votes 110: ↑107 and ↓3 +104
Views 63K
Comments 121

Роботы ИТЭР

Robotics Popular science Physics
Широкая публика воспринимает проект ИТЭР прежде всего как набор штампов: “солнце в бутылке”, “100 миллионов градусов” и “чистая и неисчерпаемая энергия для человечества”. Но, порой остающиеся за кадром инженерные решения могут принести не меньше пользы, чем решение проблемы термоядерной энергетики. Например в области робототехники ИТЭР будет сложнейшим и самым передовым проектом в мире. Да-да, именно так.

image
Роботы заваривают секцию тороидального магнита ИТЭР

Читать дальше →
Total votes 47: ↑47 and ↓0 +47
Views 21K
Comments 15

Проект ИТЭР в 2017 году

Popular science Physics
image

Проект


Правила драматургии долгоиграющих сериалов подразумевают, что исток будущих драматических событий должен закладываться в момент триумфальной победы над проблемой предыдущей. Похоже, история проекта международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР) пишется сценаристами, знакомыми с этим правилом — на фоне триумфального преодоления сложностей, чуть не погубивших самую дорогую научную стройку мира в 2015 появляются тени новых, будущих, проблем, которые еще могут сыграть свою роковую роль.

В частности, новый виток изоляционизма США в 2016 году сложился с отрицанием новым президентом США пользы от длинных вложений в науку, и в итоге США запланировали расходы в 2018 на ИТЭР в размере ~65 млн долларов против необходимых 175. Если такая ситуация продлится еще пару лет, то неизбежен новый перенос даты пуска международного токамака, а за ним — и новый виток охлаждения интереса к проекту.

Для контраста, Европейский Парламент, наоборот, решил выделить ИТЭР все запрошенные деньги (порядка 6 млрд евро до 2025 года).

Тем не менее, все эти сложности если и выльются в реальное сползание сроков — то только через несколько лет. Пока менеджмент ИТЭР открывает шампанское, отмечая пройденные в ноябре 2017 50% затрат человеко-часов от запланированных до первой плазмы (в 2025).

Строительство зданий на площадке постепенно подходит к концу — в 2018 году будет готово под монтаж оборудования 85% сооружений, необходимых для первой плазмы. Собственно, следующий год станет годом широкого развертывания монтажа оборудования проекта — в том числе первые трубопроводы и опоры будут смонтированы в здании токамака. Однако, обо всем по порядку, и самым первым я хотел бы напомнить о том, что у меня есть статья с ответами на самые часто задаваемые вопросы по ИТЭР.

Строительство и монтаж оборудования


Читать дальше →
Total votes 80: ↑80 and ↓0 +80
Views 28K
Comments 197

Июльский фотоапдейт ИТЭР

Popular science Energy and batteries
Привет, Гиктаймс! Наверное, мало кто здесь знает, что я много пишу про ИТЭР — его системы, устройство, ну и прогресс стройки. Не знаю, насколько уместно давать ссылки на свои статьи, разве что вот на эту с ликбезом по стройке комплекса, поэтому наверное этот фотообзор будет слегка вырван из контекста. Постараюсь на непонятные вопросы ответить в комментариях.



Читать дальше →
Total votes 36: ↑30 and ↓6 +24
Views 13K
Comments 39

Криогенная система ИТЭР

Popular science Physics
Международный термоядерный реактор ИТЭР — самая грандиозная научная установка, строящаяся сейчас на юге Франции. Множество элементов этого токамака имеют приставки «рекордный», «первый в своем роде», «мощнейший в мире». Некоторые агрегаты, например, потребовали более десяти лет исследований и строительства прототипов для достижения нужных параметров. Тем не менее, сложно ожидать, что простые вспомогательные системы, типа водяного охлаждения или электропитания научного комплекса будут бить какие-то рекорды. Однако криосистема ИТЭР, обеспечивающая охлаждение до температур жидкого гелия будет являться самой мощной в мире.Основные ее потребители — сверхпроводниковые магниты реактора и вакуумные насосы с криогенными ловушками. Километры вакуумированных линий с проложенными внутри трубами с жидким и сверхкритическим гелием, насосами, работающими при температуре в 4 градуса выше абсолютного нуля и оборудованием в сосудах дюара размером с железнодорожную цистерну — давайте посмотрим на это поподробнее.


Читать дальше →
Total votes 60: ↑60 and ↓0 +60
Views 19K
Comments 36

ИТЭР: итоги 2015 года

Popular science Physics
image

2015 год стал знаковым для проекта международного термоядерного реактора. Новый руководитель ИТЭР Бернар Биго (сменивший в 2015 Осаму Мотоджиму) сумел переломить тренд постоянного роста отставания от сроков и ощущения, что проект развалится не дойдя до запуска. В ушедшем году волевым усилием нового директора были закончены чертежи зданий комплекса и переданы строителям, что помогло тем в разы нарастить темп работ на площадке. Тем временем, долго разворачивавшаяся промышленность, в 2015 году вышла на крейсерскую скорость, и первые элементы гигантской машины достигли площадки в Кадараше. Наконец, третий важный компонент проекта — разработка сверхвысокотехнологичных элементов машины к настоящему моменту показывает успех по большинству направлений, и снимает все больше рисков того, что производство упрется в технологические тупики.
Читать дальше →
Total votes 55: ↑55 and ↓0 +55
Views 24K
Comments 26

Строительство ИТЭР опережает график. Первая плазма запланирована на 2025 год

Popular science Energy and batteries The future is here


Во Франции продолжается строительство первого полномасштабного термоядерного реактора ИТЭР. Реактор строят усилиями 36 стран (в этом году добавился Иран). Ключевые участники проекта — Китай, Евросоюз, Индия, Япония, Россия, Корея, Швейцария и США. У проекта долгая история: первые договоренности по нему были достигнуты еще Михаилом Горбачевым в бытность его генсеком КПСС и президентом США Рональдом Рейганом.

До 2015 года строительство велось очень медленно. Постоянно срывались сроки, складывалось впечатление, что проект вот-вот просто закроют. Но после того, как проект возглавил француз Бернар Биго, работы удалось активизировать.
Читать дальше →
Total votes 29: ↑28 and ↓1 +27
Views 22K
Comments 91

ИТЭР: Диагностические сборки

Popular science Physics
Спросите себя, “почему ИТЭР строится так долго”? Если вы честно читали мои заметки по этому проекту, то первое что приходит в голову — “это запредельно сложная установка”.

image
Одна из двух десятков диагностических сборок реактора ИТЭР о которых сегодня пойдет речь

Сложность инженерных сооружений — трудноизмеримая субстанция, в отличии, к примеру, от алгоритмов. Исторически, человечество непрерывно усложняло свои сооружения, машины и системы, и боролось с возрастающей сложность как путем декомпозиции на более мелкие работы и выполнения их параллельно, так и стандартизации полученного опыта. Первый подход можно проиллюстрировать, например вот так: здание проектируется не путем отрисовки готовых кусочков со всеми элементами (структура, электрика, вентиляция, фасады, водяные коммуникации и т.п.), а параллельно из общей концепции разными людьми. Второй подход проявляется в использовании стандартных компонентов, проработке готовых алгоритмов и решений (“для медного провода проводки используется максимальное значение тока 8-10 ампер/мм2” — не надо каждый исследовать вопрос, какой ток не вызовет пожара, это уже положено в нормы и правила разработчика).
Читать дальше →
Total votes 63: ↑62 and ↓1 +61
Views 17K
Comments 37

Вопросы и ответы по ИТЭР

Popular science Physics
Q: Что такое ITER?

A: ITER (ИТЭР, International Thermonuclear Experimental Reactor) — экспериментальный термоядерный реактор на базе концепции токамака. Проектирование в несколько подходов (разных вариантов) шло с 1992 по 2007 год, сооружение — с 2009 по настоящее время (и продолжается). Токамак ИТЭР будет примерно вдвое больше предшественников по всем размерам, примерно в 10 раз объемнее и тяжелее, в 15 раз дороже, и в 25 раз мощнее с точки зрения термоядерной мощности.

image

Q: Какие у него цели?

A: Набор основных задач ИТЭР можно ранжировать так:
  • Продемонстрировать возможность управляемого термоядерного синтеза с временем горения и мощностью промышленного масштаба.
  • На практике столкнуться и решить инженерные вопросы создания термоядерного реактора промышленного масштаба — при всей банальности это одна из важнейших и сложнейших задач ИТЭР, без которой невозможно понимание перспектив развития термоядерных электростанций в целом.
  • Исследовать оставшиеся вопросы физики плазмы токамаков, в т.ч. возможно найти какие-то ее особенности, которые упростят создание промышленных термоядерных реакторов.
  • На практике разработать и опробовать технологию размножающих тритий бланкетов — совершенно необходимая деталь для токамаков, ориентирующихся на термоядерную реакцию слияния дейтерия и трития.
  • Накопить опыт организации строительства и эксплуатации термоядерных реакторов/электростанций


Q: А какая мощность у ИТЭР?
Читать дальше →
Total votes 44: ↑43 and ↓1 +42
Views 23K
Comments 30

ИТЭР в 2016 году

Popular science Physics
Проект

Если 2015 год для проекта международного термоядерного реактора ITER был полон драматизма и борьбы за спасение проекта, то про 2016 на его фоне сказать особо и нечего. Строительство 39 зданий и сооружений ИТЭР, по сути, стартовало именно в 2015 и продолжилось хорошим темпом в 2016. Расширяется производство компонентов будущего реактора. Отгремели баталии в парламентах Европы и США по поводу утверждения финансирования на 2017 год — помог именно заметный прогресс в управлении проектом в 2015. Все идет по плану.

image

Однако, даже на обзорном уровне, в 2016 году произошло несколько важных событий, которые стоит упомянуть.
Читать дальше →
Total votes 54: ↑53 and ↓1 +52
Views 27K
Comments 167

ИТЭР: коммутирующее оборудование

Popular science Physics
Как метко выразился один человек, «В проекте ИТЭР, если в зале стоит табуретка, то седушка у нее обязательно из гафния со внутренними каналами охлаждения, а ножки из сплава тантала, причем одну везут из Японии, а три других — из США». Этот проект словно создан для того, что бы любое оборудование было рекордным и поражающим воображение.

image
Электрическая разводка системы электропитания магнитов ИТЭР, включая коммутационное оборудование.

Сегодня — небольшой рассказ о системах, которые будут быстро подключать и отключать сверхпроводящие катушки ИТЭР и об очередной инженерной сложности, тем более, что в марте месяце прошли квалификационные испытания устройств, выполняющих эту задачу.

Для начала — немножко об электрике магнитной системы ИТЭР. Международный токамак будет иметь 48 сверхпроводящих магнитов, а именно:
Читать дальше →
Total votes 44: ↑43 and ↓1 +42
Views 14K
Comments 16

Проект ИТЭР в 2018 году

Popular science Energy and batteries Physics

Проект


Прошедший год для Международного Экспериментального Термоядерного Реактора ИТЭР (о проекте) стал, для внешнего наблюдателя, наверное, одним из самых спокойных за все годы строительства (с 2009 года). Для меня же лично этот год был отмечен посещением площадки ИТЭР в сентябре 2018 года, поэтому этот ежегодный отчет будет разбавлен личными впечатлениями и фотографиями.

image

Три года назад у проекта официально сменился директор — им стал энергичный француз Бернар Биго. Осознавая сложное положение, в котором ИТЭР находился в момент начала его правления (нарастающее колоссальное отставание графика и перерасходы ставили вопрос о закрытии), Биго предпринял несколько важных управленческих решений, в том числе — создание “всеобъемлющего плана сооружения”. Как известно, графики такого масштаба точно соблюдаются только в момент создания/обновления, и за 2 прошедших года можно констатировать, что 100% следования даже новому графику нет. Однако, ситуация явно лучше, чем было в период 2009-2015 годов, и отставание на сегодня составляет 6-9 месяцев, тем более, что появляются варианты “уплотнения” планов сборки реактора. Величина в пределах года не слишком критична для такого проекта, вопрос в основном — что будет с динамикой отставания дальше?
Читать дальше →
Total votes 139: ↑138 and ↓1 +137
Views 41K
Comments 148

Проект ИТЭР в 2019 году

Popular science Energy and batteries Physics
Добро пожаловать на брифинг по готовности ИТЭР к первой плазме! Напомню, что у нас есть справочная информация по проекту. Могу отметить, что у нас сегодня хорошие новости — конгресс США принял бюджет на 2020 финансовый год с резко увеличенным финансированием американской части ИТЭР — 257 млн долларов. После нескольких лет недофинансирования это отличная новость! В целом, к концу 2019 мы можем констатировать выполнение уже более 65% плана работ до первой плазмы. Но впереди — самая сложная треть.

image
Площадка ИТЭР в октябре 2019 года. Обратите внимание на белое колечко на заднем плане возле серого здания. Это 30 метровая (в диаметре) секция криостата — вакуумного сосуда, в котором будет находится реактор ИТЭР.

  • Итак, для запуска ИТЭР нам понадобится:
  • Специализированные здания комплекса ИТЭР
  • Электроэнергия, вода, воздух и прочие инфраструктурные штуки
  • Система отвода тепла
  • Система снабжения криогенными жидкостями
  • Подсистема электропитания сверхпроводящих магнитов, коммутирующая матрица и аварийные резисторы для сброса магнитной энергии
  • Вакуумная и топливная система токамака
  • Криостат и тепловые криоэкраны
  • Готовые сверхпроводящие магниты — всего 43 штуки
  • Вакуумная камера, в которой будет гореть плазма
  • Система измерения параметров плазмы, рабочих параметров оборудования, управления и визуализации — тысячи датчиков и исполнительных устройств и сотни стоек по всему комплексу
  • И самое главное — собрать это все вместе, смонтировать, наладить и запустить. На это у нас есть ровно 6 лет.

Теперь посмотрим на эти пункты в деталях
Total votes 119: ↑119 and ↓0 +119
Views 26K
Comments 57

ИТЭР в 2020 году, часть первая

Physics Systems engineering
Прошедший год, безусловно, сильно выделяется силе слома привычного течения вещей и по количеству внезапно возникших проблем. Особенно сильно эти проблемы могли бы проявиться для большого индустриального проекта, раскинутого на 35 стран и зависящего от государственного финансирования. Тем не менее, можно сказать, что ИТЭР прошел пандемические ограничения и трудности с честью.

image

Строительство, монтаж, производство, координация и связь участников из разных стран — все это быстро перестраивалось по мере изменения обстановки, и в итоге прогресс проекта в 2020 году вышел весьма впечатляющим. Везло проекту и с финансированием, так, главные отстающие — США, в 2020 финансовом нарастили вливания в проект даже выше своих прямых обязательств, покрывая накопленные за предыдущие годы долги. Все это привело к впечатляющему техническому прогрессу, в который мы и окунемся.
Total votes 108: ↑107 and ↓1 +106
Views 20K
Comments 206

ИТЭР в 2020 году, часть вторая

Popular science Physics
Продолжение. начало в первой части.

image
Российские шинопроводы и корейские преобразователи (слева) в здании магнитных конверторов.

Производство


2020 год отметился передачей с производства на монтаж сразу нескольких важнейших компонентов международного токамака. Речь идет про первый сектор вакуумной камеры, сразу несколько магнитов тороидального поля, первую катушку полоидального поля, основание криостата и множество более мелких, но от этого не менее важных элементов.
Total votes 127: ↑127 and ↓0 +127
Views 16K
Comments 40