ITER schließt mehrjährige Reparaturkampagne an Tokamak-Bauteilen ab

ITER hat in diesem Herbst eine mehrjährige Kampagne zur Reparatur wichtiger Tokamak-Bauteile abgeschlossen, sagte Bauleiter Sergio Orlandi in einem ITER-Interview. Die Arbeiten beenden ein schwieriges Kapitel in der Baugeschichte des Projekts. Sie haben Änderungen in der Konstruktion, bei den Industriepartnern und in der Montage der Maschine nach sich gezogen, sagte er.

Was schiefging

Orlandi datiert den Beginn der Probleme auf Mai 2022. Damals wurde das erste Vakuumgefäß-Sektormodul, die Nummer 6, in die Grube des Tokamaks abgelassen. Der Hub habe das technische Können gezeigt, sagte er. Grundlegende Probleme seien aber bereits deutlich geworden.

ITER hatte Korrosion in einigen Kühlrohren des thermischen Schilds gefunden, was Bedenken zu weiteren Paneelen aufwarf. Auch die Sektoren des Vakuumgefäßes wichen in den Fasenbereichen von den Maßen ab, dort, wo benachbarte Sektoren später zusammengeschweißt werden sollten.

Ein grundlegenderes Problem war nach Orlandis Worten die Integration der neun Sektoren. Selbst ein Sektor, der innerhalb seiner Toleranzen gefertigt wurde, muss nachjustiert werden, damit er genau zu seinen Nachbarn passt, sagte er. ITER musste die Montageabläufe bei Dauer und Kosten unter Kontrolle bringen.

Wie ITER die Bauteile reparierte

Im Juli 2023 holte ITER den Sektor 6 aus der Grube. Der Vorgang war laut Orlandi mehr als eine Montage rückwärts und verlangte zusätzliche Konstruktionsarbeit und Änderungen an den Werkzeugen. Als der Sektor für die Messtechnik zugänglich war, verstanden die Teams, wie stark seine Fasenverbindungen von einer Konfiguration abwichen, die für die Integration mit anderen Sektoren akzeptabel war.

Parallel dazu holte ITER Rat bei spezialisierten Organisationen ein. Dazu gehörten Schweißinstitute in Frankreich und Italien sowie Forschungsinstitute wie die französische Kommission für Atomenergie und alternative Energien (CEA) und CERN für den thermischen Schild.

Über ein Jahr lang entwickelte ITER mit Industriepartnern Muster, testete Verfahren zur Reparatur beider Defektarten und qualifizierte Schweiß-, Auftrag- und Zerspanungsverfahren für die Fasenreparatur.

Das Ergebnis war, dass die Bauteile repariert werden konnten, sagte Orlandi, obwohl Unsicherheiten und unterschiedliche technische Auffassungen blieben. Der Durchbruch kam, als die Teams aufhörten, jeden Sektor für sich zu betrachten. Stattdessen schauten sie darauf, wie er an seine Nachbarn angepasst werden konnte. Je nach Stelle musste Material zugegeben, durch Zerspanung abgetragen oder beides getan werden.

Gemeinsam mit ITER-Spezialisten, externen Fachleuten und Industriepartnern erarbeitete das Projekt qualifizierte Verfahren zur Reparatur oder Neuanfertigung aller Sätze des thermischen Schilds und zur Reparatur der Fasenverbindungen der Sektoren, unter Aufsicht der nuklearen Sicherheit. Bis Herbst 2023 hatte ITER die Firmen ausgewählt, die Verträge waren geschlossen.

Änderungen an der Montage

Die Reparaturen zwangen ITER nach Orlandis Worten, die eigene Arbeitsweise zu überdenken. Eine Lehre war, dass ITER mehr Verantwortung für Konstruktion und Planung des Baus braucht. Das Projekt erarbeitet nun detaillierte Konstruktionspakete, bevor es eine Ausschreibung startet. So können die Firmen realistische Angebote vorbereiten, und ITER hat eine bessere Grundlage, die Leistung zu bewerten.

Außerdem teilt ITER die Arbeit in klarer abgegrenzte Pakete auf, jedes mit eigener konstruktiver Vorbereitung und eigener Ausführungsstrategie. Es verlässt sich nicht mehr auf einen einzigen großen Vertrag für viele Tätigkeiten.

Nächster Schritt

Der Tokamak wird aus neun Sektoren zusammengesetzt. Westinghouse unterzeichnete im Juni 2025 einen Vertrag über 180.000.000 US-Dollar mit ITER, um das Vakuumgefäß fertigzustellen. Sobald alle Sektoren sitzen, sollen die neun Sektoren gleichzeitig zu einer einzigen ringförmigen Kammer, dem Torus, verschweißt werden. Fünf der Sektoren hatte Westinghouse bereits mit den Partnern Ansaldo Nucleare und Walter Tosto gebaut.

Das Vakuumgefäß ist ein hermetisch abgedichteter Stahlbehälter mit doppelter Wand, der das Fusionsplasma beherbergen wird. Larsen & Toubro vereinbarte mit ITER eine Absichtserklärung, um Anschlüsse und komplexe Teile im Inneren des Vakuumgefäßes zu montieren. Das Unternehmen hatte 2020 den Kryostaten geliefert.