28 июля 2020 г. состоялась торжественная церемония в честь начала сборки международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). В ней приняли участие президент Франции Эммануэль Макрон, а также представители Китая, Европы, Индии, Японии, Кореи, России и США – стран-участниц проекта ИТЭР. Мероприятие проходило в онлайн-формате и транслировалось на YouTubе. Россия разрабатывает и поставляет высокотехнологичное оборудование для основных систем реактора ИТЭР – часть данных работ выполняется Институтом ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН).

Задача международного экспериментального термоядерного реактора ИТЭР, строительство которого ведется во Франции, заключается в демонстрации возможности использования термоядерной энергии. На 2025 г. запланирован запуск реактора и получение первой плазмы. 28 июля 2020 г. состоялась онлайн-церемония начала сборки токамака ИТЭР. В ней приняли участие президент Франции и представители семи стран-участниц проекта ИТЭР.

Основой термоядерного ректора является магнитная ловушка закрытого типа – токамак (тороидальная камера с магнитными катушками). В этой закрытой системе силовые линии магнитного поля как бы навиваются на «бублик». Именно благодаря данному виду магнитной системы возможно удержание плазмы, в которой происходят термоядерные реакции. Токамак ИТЭР будет состоять более чем из миллиона деталей и весить 23 тысячи тонн при высоте 30 метров. На данный момент все необходимые детали для начала сборки токамака изготовлены и доставлены на строительную площадку ИТЭР.

Алексей Лихачев, генеральный директор Госкорпорации «Росатом», зачитал на церемонии приветствие участникам мероприятия от президента Российской Федерации Владимира Путина. «ИТЭР, ставший крупнейшим международным научно-техническим проектом, представляет собой яркий пример эффективного и взаимовыгодного многостороннего сотрудничества. Как известно, Россия является одной из стран-основательниц данной инициативы, призванной внести важный вклад в обеспечение энергетической безопасности человечества, и играет активную роль в ее воплощении в жизнь. В основе проекта ИТЭР лежит разработанная в нашей стране концепция установки «токамак». Сегодня проект ИТЭР вступает в решающий этап своей реализации. Это позволяет рассчитывать, что цели проекта будут достигнуты в намеченные сроки, и уже в обозримой перспективе мы получим уникальный по своей мощности и безопасности источник энергии, эксплуатация которого, несомненно, будет способствовать решению задач устойчивого экономического развития и повышению качества жизни миллионов людей». В своем обращении Владимир Путин поблагодарил всех, кто на протяжении многих лет трудится над проектом ИТЭР.

«Начало сборки ИТЭР – это важное событие для всех стран-участниц проекта, – комментирует советник дирекции ИЯФ СО РАН, заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН, доктор физико-математических наук Александр Бурдаков, – в том числе, для России, и в частности, для нашего института, который принимает участие в работах по созданию реактора. Начало сборки ИТЭР означает, что установка собирается по графику, все страны своевременно выполнили свои обязательства, в том числе и наша. Это значит, что первая плазма, ожидаемая в 2025 году, будет получена в обозначенные сроки. Мы должны работать очень интенсивно, чтобы успеть поставить оборудование в нужный момент. В конце 2019 года в нашем институте завершилось создание высокотехнологичного испытательного стенда, или, как мы его называем, чистой комнаты, предназначенной для сборки, монтажа и тестирования диагностических сборок – порт-плагов».

Вклад России в проект ИТЭР заключается в изготовлении и поставке высокотехнологичного оборудования для основных систем реактора, что составляет 10% от стоимости сооружения реактора. Например, российским предприятиям поручено изготовление и поставка экваториального порт-плага 11, структур нижнего порта 08, верхних порт-плагов 02, 07,08. Порт-плаги – это модули, позволяющие разместить системы для диагностики параметров плазмы внутри реактора, но при этом защищающие оборудование от потока нейтронов и снижающие радиационный фон в зонах, требующих доступа специалистов. Такие системы будут установлены по всему периметру установки.

Основным исполнителем по конструированию и изготовлению порт-плагов в России является ИЯФ СО РАН. В настоящий момент здесь ведется оснащение сборочной интеграционной площадки, испытывается вспомогательное оборудование для сборки и перемещения порт-плагов, а также другого оборудования, которое Институт должен поставить на ИТЭР.

«Мы уже испытали траверсы, предназначенные для перемещения 50-тонных порт-плагов, – пояснил Александр Бурдаков, – и они были приняты в эксплуатацию. В настоящий момент мы поставили в чистую комнату кантователь и учимся с ним работать. Кантователи предназначены для монтажа диагностических систем порт-плага. Для этого в Институт ядерной физики будут приезжать интернациональные команды из Франции, Республики Корея, Индии, США, из российских организаций, которые разрабатывают диагностики, и будут монтировать у нас свое оборудование внутрь диагностического защитного модуля».

ИЯФ СО РАН также занят в изготовлении и последующей поставке части диагностических систем для измерения различных параметров плазмы. Специалисты ИЯФ СО РАН участвуют в разработке диверторного монитора нейтронного потока (системы, которая позволяет путем прямых измерений демонстрировать достижение термоядерного синтеза в реакторном масштабе). Также специалисты Института принимают участие в создании вертикальной нейтронной камеры, предназначенной для измерения профиля пространственного распределения источника нейтронов и -частиц, образующихся в результате термоядерного синтеза.

В 2019 г. в ИЯФ СО РАН завершилось создание высокотехнологичного испытательного стенда – чистой комнаты 30×36×23м со стабильной температурой, уровнем влажности и содержанием пыли с размером частиц больше 5 мкм не выше 3000 частиц/см3. Помещение предназначено для сборки и тестирования диагностических систем ИТЭР и их монтажа в порт-плаги. Различные элементы будут доставлены в ИЯФ СО РАН из стран-партнеров ИТЭР, а также от российских организаций. Прием оборудования должен начаться в 2020 г.

редакция по материалам Института ядерной физики имени Г.И. Будкера СО РАН

© фото предоставлено институтом. Чистая комната для сборки, монтажа и тестирования диагностических сборок. Автор фото - Вера Сальницкая