Доктор физ.-мат.наук Александр Бурдаков (слева) и научный сотрудник ИЯФ СО РАН Дмитрий Гавриленко
Фото: Вера Сальницкая
Фото: Вера Сальницкая
Для защиты оборудования от потока термоядерных нейтронов специалисты ИЯФ СО РАН предложили использовать керамику из карбида бора
Фото: Вера Сальницкая
Фото: Вера Сальницкая
Фото: Вера Сальницкая
Фото: Вера Сальницкая
В ней будет проходить сборка оборудования экспериментального термоядерного реактора ИТЭР.
В Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) завершена работа по созданию уникальной для России «чистой комнаты». Это высокотехнологичный испытательный стенд для сборки, монтажа и тестирования диагностических сборок или «порт-плагов» экспериментального термоядерного реактора ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor). Стенд представляет собой «сверхчистое» помещение огромных размеров (30×36×23м3), которое позволяет работать с крупногабаритным оборудованием весом до 80 тонн. Прием оборудования начнется в 2020 году.
Международный экспериментальный термоядерный реактор ИТЭР будет включать в себя множество элементов. Одной из таких составляющих станут специальные системы диагностики, которые позволят контролировать параметры плазмы во время работы реактора. Все эти системы будут собраны в специальные защитные модули — порт-плаги, которые в дальнейшем будут установлены по всему периметру установки. За изготовление и последующее «укомплектование» четырех таких порт-плагов отвечает новосибирский Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.
«Порт-плаги — это огромные конструкции весом около 45 тонн, которые в реакторе должны решать сразу несколько взаимоисключающих задач, — рассказывает научный сотрудник ИЯФ СО РАН Дмитрий Гавриленко. — С одной стороны, для эффективной работы всех диагностик нужно обеспечить доступ к плазме, с другой — этим же диагностикам необходима эффективная защита от потока нейтронов. Помимо этого нужно еще обеспечить приемлемый радиационный фон в зонах, требующих доступа специалистов».
«Для приема оборудования, сборки, тестирования и монтажа диагностик в порт-плаги необходимо помещение с особыми условиями, главное из которых — сверхвысокая чистота воздуха (содержание пыли с размером частиц больше 5 мкм не должно превышать 3000 частиц/см3), — комментирует советник дирекции ИЯФ СО РАН, заведующий лабораторией, доктор физико-математических наук Александр Бурдаков. — Интеграционная площадка, удовлетворяющая всем требованиям ИТЭР по чистоте и в то же время способная принять высокотехнологичное крупногабаритное оборудование, была создана в ИЯФ СО РАН в рекордно короткие сроки — за два года».
Фото: Вера Сальницкая
Как пояснил Александр Бурдаков, комната сделана в строгом соответствии с российскими и французскими стандартами для помещений, предназначенных для сборки ядерных устройств, работающих в вакууме. Необходимые условия в ней создаются с помощью особой системы вентиляции и фильтрации, кроме того, поддерживать чистоту помогают отделочные материалы — наливной пол и специальные панели на стенах, которые легко моются и не притягивают пыль.
«Чистая комната — это не просто помещение с белыми стенами и хорошей вентиляцией, — комментирует Дмитрий Гавриленко. — Это специальный цех, предназначенный для сборки высокоточных, высокочистых элементов, а по сути — хрупких и нежных конструкций, которые при этом и внешне, и по размерам похожи на детали космического корабля. Получается, что, с одной стороны, у нас монструозные размеры, а с другой — микронные точности, и все это нужно учесть».
По словам Дмитрия Гавриленко, отсутствие пыли при сборке очень важно, потому что это оборудование будет встраиваться в вакуумную камеру реактора, а в случае попадания в вакуум пыли, она будет его загрязнять. Кроме того, внутри порта содержится большое число диагностик, в том числе и оптических, а для их работы чистота также имеет большое значение.
Прием оборудования в чистую комнату начнется уже в 2020 году, а сборка — в 2021. После завершения сборки готовые порт-плаги будут герметично упакованы и отправлены во Францию, на площадку ИТЭР, для последующей установки в реактор.