Частная американская компания Commonwealth Fusion Systems, занимающаяся ядерным синтезом, установила дисковидную основу криостата из нержавеющей стали, что ознаменовало начало сборки токамака SPARC. В то же время компания Fusion for Energy завершила изготовление восьми крионасосов с кольцевыми криостатами в токамаке ИТЭР.
Компания Federal Fusion Systems (CFS) в настоящее время строит прототип термоядерной машины SPARC в своей штаб-квартире в Девенсе, штат Массачусетс. Он описывается как компактное, высокополевое устройство с чистой энергией синтеза, сопоставимое по размерам с существующими устройствами синтеза среднего размера, но с гораздо более сильным магнитным полем. Такие кольцевые устройства будут использовать мощные электромагниты для создания условий, подходящих для энергии синтеза, включая внутреннюю температуру более 100 миллионов градусов Цельсия. Ожидается, что он будет генерировать мощность термоядерного синтеза 50-100 МВт, достигнув усиления термоядерного синтеза более чем 10.
Чтобы сверхпроводящие магниты SPARC поддерживались достаточно низкой температурой для хороших характеристик, CFS помещал их в более крупную камеру (называемую криостатом), которая изолировала их от внешнего мира путем вакуума.
Сейчас на CFS установлен криостатический пьедестал, который будет поддерживать SPARC массой до 1000 тонн. Основание диаметром 24 фута (более 7 метров) и весом 75 тонн также поглощает часть нейтронов, образующихся в процессе термоядерного синтеза, и содержит гелиевый охлаждающий жидкость, магнитный источник питания и трубопроводы для внутренних датчиков связи.
«С установкой базы криостата мы приступили к созданию ядра системы термоядерной энергии», — сказал Самер Хамаде, вице-президент по программе CFS. "Это очень яркий пример того, как проект CFS Fusion Energy вступает в новый этап сборки токамака. Было вдохновляющим видеть, как первая часть SPARC заполняет круглую дыру в полу-это настоящее свидетельство тяжелой работы и самоотверженности команды".
В ближайшие месяцы CFS установит D-образные магниты кольцевого поля (TF) на двух оранжевых кронштейнах, вставит вакуумные емкости SPARC внутрь этих магнитов TF, добавит круглые магниты полярного поля (PF), окружающие конструкцию, поставит цилиндрические магниты центрального соленоида (CS) в центр токамака и герметизирует весь узел боковыми и верхними сторонами криостата.
Компания приступила к работе по установке оборудования вокруг SPARC, чтобы оно функционировало нормально. К ним относятся системы питания и охлаждения сверхмощных магнитов токамака, диагностические датчики для мониторинга процесса синтеза, а также нагревательная система для преобразования водородного топлива SPARC в плазму для использования в процессе синтеза.
«Мы одновременно спроектировали базу и все интерфейсы системы SPARC, такие как магнитные держатели, источники питания, криогенные технологии, вакуумные насосы и приборы», — сказал директор по инженерной работе CFS Моджи Сафабахш. "После быстрого изготовления мы получили продукцию вовремя. Установка основания криостата стала переломным моментом для запуска процесса сборки и взаимосвязи SPARC с остальной частью завода".
SPARC проложит путь к первой коммерчески жизнеспособной ядерной синтезной электростанции ARC, которая предназначена для производства около 400 МВт электроэнергии, достаточной для питания крупных промышленных объектов или около 150 000 домов. Ожидается, что ARC подаст электроэнергию в сеть в начале 2030-х годов.
В декабре 2024 года CFS объявила о планах самостоятельно финансировать, строить, владеть и эксплуатировать термоядерную электростанцию коммерческого масштаба в округе Честерфилд, штат Вирджиния. Компания, выделенная из Массачусетского технологического института, заявила, что заключила соглашение с Dominion Energy Virginia о предоставлении нефинансового сотрудничества, включая разработку и техническую экспертизу, а также права на аренду предлагаемого участка в индустриальном парке Джеймс Ривер. В настоящее время предлагаемая площадка принадлежит Dominion Energy Virginia.
Восьмой и последний криогенос с кольцевым криостатом Международного экспериментального реактора термоядерного синтеза (ITER) завершил заводские приемочные испытания, объявил отечественный европейский орган организации «ИТЕР» — Energy Fusion Organization (F4E).
Эти компоненты являются ключевыми компонентами топливного цикла и вакуумной системы реактора и производятся в сотрудничестве между Research Instruments и Alsymex. Серийное производство этих узлов на базе предсерийных агрегатов стартовало в 2020 году и достигло своего пика в прошлом году при первой поставке.
Из восьми крионасосов, поставленных F4E, два будут предназначены для криостатов, а шесть будут подключены к вакуумным емкостям через диффильтр. Криогенный насос будет захватывать частицы газа с помощью криопанелей, охлаждать их до сверхнизкой температуры около -269 °C, а затем выпускать их для повторной переработки несгоревшего топлива.
В ближайшие годы организация ИТЭР будет подключать криогенный насос к мощной цепи криогенной установки, чтобы испытать его в реальных условиях низких температур.
«Криогенные насосы нуждаются в идеальной производственной цепочке, которая обеспечивает строгие допуски на протяжении всего процесса обработки, сварки и сборки. Благодаря плавной координации мы успешно выполняем стандарты и даже решаем некоторые непредвиденные проблемы на месте»,-говорит Франсина Канадель, руководитель проекта F4E.
ITER-это крупный международный проект по созданию термоядерного устройства токамака, чтобы продемонстрировать жизнеспособность термоядерного синтеза в качестве крупномасштабного безуглеродного источника энергии. Цель ИТЭР состоит в том, чтобы работать на мощности 500 МВт (непрерывная работа в течение не менее 400 секунд) с входной мощностью плазменного нагрева 50 МВт. Представляется, что в процессе эксплуатации может потребоваться дополнительный ввод 300 МВт электроэнергии. ИТЭР не будет производить электроэнергию.
Тридцать пять стран сотрудничают в строительстве ИТЭР, причем ЕС покрывает почти половину расходов на строительство, а остальные шесть государств-членов (Китай, Индия, Япония, Южная Корея, Россия и США) покрывают остальные расходы. Строительство ITER началось в 2010 году, а целевая дата первой генерации плазмы, запланированная на 2018 год, была перенесена на 2025 год Советом ITER в 2016 году. Однако в июне прошлого года ITER опубликовал пересмотренный план проекта, направленный на достижение «научно и технически надежного начального этапа эксплуатации, включая дейтерий-дейтерийный синтез в 2035 году, за которым последует работа с полной магнитной энергией и плазменным током».
