Национальное агентство США по международному термоядерному экспериментальному реактору ИТЭР (United States Domestic Agency for the International Thermonuclear Experimental Reactor, US ITER) завершило доставку всех компонентов для опорной конструкции центрального соленоида на строительную площадку в Кадараше (Франция).

Центральный соленоид — ключевой элемент ИТЭР — представляет собой сверхпроводящий магнит высотой 60 футов. Устройство будет использоваться для генерации тока плазмы и стабилизации шнура плазмы в течение всего времени ее удержания.

Опорная конструкция для центрального соленоида была изготовлена совместными усилиями восьми американских поставщиков из шести штатов и состоит из более чем 9000 отдельных деталей. Ее финальная доставка через Атлантику в январе стала кульминацией более чем десятилетней работы сотрудников US ITER и американских компаний-подрядчиков. Среди участников проекта были Kamatics (Коннектикут), Major Tool & Machine (Индиана), Keller Technology (Нью-Йорк), Hamill Manufacturing, Precision Custom Components и Superbolt (Пенсильвания), Petersen (Юта), а также Robatel Technologies (Вирджиния).

Опорная конструкция представляет собой каркас, который окружает центральный соленоид. Конструкция состоит из шести отдельных магнитных модулей, собранных в стопку, каждый из которых весит 121 тонну. «Главная задача конструкции — удерживать шесть модулей центрального соленоида в строго заданном положении с точностью до миллиметров», — пояснил Кевин Фройденберг, инженерно-технический директор US ITER. «Однако основная сложность возникает во время эксплуатации. В ключевые моменты работы реактора вертикальная сила, действующая на стопку модулей, достигает 60 меганьютонов — это более чем в два раза превышает силу тяги космической ракеты при старте».

Чтобы создать конструкцию, способную выдерживать экстремальные нагрузки, возникающие при работе центрального соленоида, команде инженеров пришлось преодолеть множество технических сложностей. Одной из таких задач стала разработка 27 специальных соединителей, известных как стяжные пластины. Эти элементы формируют вертикальные стержни опорной конструкции. Стяжные пластины связывают нижние ключевые блоки, расположенные на платформе основания соленоида, с верхними ключевыми блоками в верхней части конструкции, создавая прочный каркас, который окружает центральный соленоид, как клетка.

«Когда мы только начали работу над проектом, у нас были серьезные сомнения относительно того, сможем ли мы изготовить каждую стяжную пластину как единое целое», — рассказал Кевин Фройденберг. «Эти элементы имеют длину 50 футов и должны быть идеально прямыми, соответствуя строжайшим допускам. Мы сотрудничали с кузнечными мастерскими и специализированными инжиниринговыми компаниями, чтобы достичь этого, пересмотрев первоначальный проект и перейдя от двухкомпонентной концепции к цельному решению».

Еще одной сложной задачей стало обеспечение надежного соединения компонентов конструкции, чтобы она могла выдерживать экстремальные нагрузки, создаваемые центральным соленоидом. Для решения этой проблемы команда обратилась к американской компании, разработавшей уникальную технологию Superbolt, которая обеспечивает необходимую прочность и устойчивость конструкции.

Теперь, когда четыре модуля центрального соленоида уже установлены, а последние два, как ожидается, будут добавлены в этом году, команда с нетерпением ждет следующего этапа строительства опорной конструкции в ИТЭР. «Настоящей наградой для команды станет возможность наблюдать, как конструкция собирается вокруг центрального соленоида, — отметил Кевин Фройденберг. — Увидеть, как более чем десятилетний труд приносит плоды, и осознать, что мы на шаг ближе к запуску ИТЭР, — это невероятное чувство».