Международный экспериментальный термоядерный реактор (ITER) во Франции завершил масштабный тест одного из своих 330-тонных сверхпроводящих магнитов. Инженерам удалось успешно зарядить массивный компонент током в 34 килоампера (кА), после чего он был извлечен из испытательного криогенного стенда.
Испытания проходила D-образная катушка тороидального поля под номером 17. Для проверки ее охладили до 4 Кельвинов (минус 269 градусов Цельсия) и подвергли нагрузке, равной половине номинального рабочего тока в 68 кА. Успешный тест позволил инженерам оценить, как гигантский магнит деформируется под воздействием электромагнитных нагрузок, и сравнить его реальное поведение со структурными компьютерными моделями.
«Это важный шаг — достичь 34 кА и подтвердить, что катушка ведет себя именно так, как предсказывали наши модели», — отметил Адриен Дедийе, ведущий механик проекта ITER, курировавший испытания. По его словам, кампания также дала команде бесценный операционный опыт перед началом комплексной пусконаладки.
30 октября катушка была перемещена из испытательного комплекса на транспортную раму. Теперь она отправится во временное хранилище, а затем — в сборочный зал ITER для интеграции в финальный секторный модуль камеры плазмы.
От 10 до 34 кА: как эволюционируют тесты
Криогенный испытательный стенд был создан специально для проверки сверхпроводящих магнитов ITER и всей сопутствующей инфраструктуры — систем охлаждения, вакуумных насосов, источников питания и датчиков — еще до их установки в токамак.
Первая тестовая кампания стартовала в мае 2026 года с тороидальной катушкой номер 7. Тогда инженеры ограничились током в 10 кА, чтобы оценить электрическое сопротивление в соединениях и проверить работу системы обнаружения потери сверхпроводимости (квенча).
Тестирование катушки №17 началось в августе. Достижение отметки в 34 кА стало значительным скачком, позволившим изучить реакцию компонента на гораздо более мощные электромагнитные силы.
Что дальше: запасная катушка, высокое напряжение и защита от деформации
С извлечением катушки №17 испытательный стенд готовится к работе с тороидальной катушкой №19. Она была изготовлена в качестве запасной и теперь пойдет в серию тестов. Ее охлаждение до 4 К запланировано на апрель 2027 года, после чего последует тестирование на токе в 34 кА.
Эти испытания принесут несколько ключевых нововведений:
- Высоковольтная изоляция: будут использованы газоразрядные (Paschen-tight) соединения между вводами и катушкой. Они в точности повторяют те, что планируются для самого реактора, и позволят оценить высоковольтную изоляцию магнита.
- Защита от деформации: после тестов стенд откроют для установки дополнительной силовой структуры. Она предназначена для предотвращения деформации катушки при ее полной зарядке до 68 кА.
- Проверка на пределе: инженеры проведут тесты температурного запаса, намеренно нагревая части катушки для искусственного вызова квенча*. Это поможет верифицировать эксплуатационные запасы прочности магнита и работу систем его аварийной защиты.
После завершения работы с катушкой №19 комплекс будет переоборудован для приема полоидальной катушки номер 1 — кольцевого магнита, который является еще одной важной частью системы магнитного удержания ITER.
Всего для проекта будет произведено 18 D-образных катушек тороидального поля. Вместе с шестью полоидальными катушками и центральным соленоидом они должны генерировать и контролировать мощнейшие магнитные поля, необходимые для удержания сверхгорячей плазмы внутри реактора.
Программа холодных испытаний критически важна для проекта: она позволяет выявить любые потенциальные дефекты до того, как многотонные компоненты будут интегрированы в машину, тем самым снижая риски во время будущей сборки и эксплуатации самого амбициозного энергетического проекта в истории человечества.
N.B.
Квенч (от англ. quench) — это внезапная и неконтролируемая потеря сверхпроводимости в сверхпроводящих магнитах. Проще говоря, это аварийный переход магнита из состояния, когда он не имеет электрического сопротивления, в обычное, где ток начинает встречать сопротивление.
Больше позитивных новостей по теме
Китайский термоядерный реактор поставил новый рекорд
Использованные источники:
https://interestingengineering.com/energy/iter-330-tonne-toroidal-field-coil-34ka-test
Фото обложки: https://ru.ruwiki.ru/
