На 22 юли инженерите на проекта за най-големия в света реактор за ядрен синтез ITER в Южна Франция поставиха последния секторен модул на вакуумния съд в централното му монтажно пространство, с което приключиха един от ключовите етапи в изграждането на експерименталния реактор от типа „токамак“.
Новоинсталираният модул е един от общо деветте секторни модула, които ще съставляват основната структура на контейнера с форма на поничка вътре в централната част на токамака. След като и деветте модула бъдат напълно интегрирани, комбинираният стоманен съд ще тежи около 5000 метрични тона. Основната му функция е поддържането на среда с ултрависок вакуум, способна да изолира магнитно ограничената плазма, нагрята до над 100 000 000 градуса по Целзий. Всеки секторен модул действа като композитен блок, а не като обикновен сегмент от съда. Преди монтажа в централната част секторът на първичния вакуумен съд се съединява с термични защитни панели и свръхохладени магнитни компоненти.
Вакуумният съд на ITER поддържа плазма с изключително висока температура за ядрен синтез
Прецизно инженерство за задържане на плазмата
Вътрешният стоманен корпус блокира преноса на топлина, което предпазва външните свръхпроводящи магнити, работещи близо до абсолютната нула. Тези магнити генерират интензивното магнитно поле, необходимо за притискане, стабилизиране и задържане на прегрятата плазма на разстояние от вътрешните стени на реактора. Въпреки това, неограничена плазмена колона би могла да унищожи твърдите повърхности мигновено при допир. Ето защо е необходимо поддържането на прецизна механична геометрия във всички съседни сектори, за да се гарантират равномерни магнитни полета.
Въпреки тези физически размери, повърхностите на съединенията изискват прецизност на ниво милиметри, за да се позволи точно и непрекъснато заваряване по време на окончателното затваряне на пръстена. Производствените процедури също трябваше да отговарят на френските нормативни изисквания за ядрено оборудване, издържащо на налягане, на международните ядрени стандарти и на вътрешните инженерни контролни мерки на ITER.
Процесът на транспортиране на един от секторите на вакуумния съд на ITER
Изграждане въз основа на усъвършенствани технологии
HD Hyundai Heavy Industries изработи четири от общо деветте сектора, като приложи производствени технологии, разработени първоначално за мащабни морски корпуси и офшорни промишлени съоръжения. Компанията първоначално получи поръчка за два сектора, възложени на Южна Корея през 2010 година, а по-късно през 2016 година пое още два сектора, първоначално възложени на Европейския съюз. Доставката на всички четири единици беше завършена през 2024 година.
Производствените процеси, използвани за изграждането на ITER се основават директно на техники, усъвършенствани по време на по-ранни проекти за термоядрен синтез. Компанията преди това е допринесла за южнокорейската платформа за изследвания в областта на термоядрения синтез, KSTAR, която беше завършена през 2007 година. За KSTAR инженерите проектираха и изработиха основните конструктивни елементи, включително съда за свръхвисоко вакуум и външната обвивка на криостата.
Опитът, натрупан при справянето с деформациите на тежките стоманени елементи по време на заваряването на вакуумните прегради на KSTAR послужи като основа за методите за изработване на инструментариума и контрола на качеството, използвани по-късно при производството на по-дебелите и по-сложни секции за ITER. По-широката инициатива ITER остава съвместно начинание, в което участват Южна Корея, Европейският съюз, Съединените щати, Япония, Китай, Русия и Индия и чиято цел е да оцени техническата осъществимост на устойчивото производство на енергия от ядрен термоядрен синтез.