Cewka ITER nr 17 przeszła test zimny przy 34 kA, połowie prądu roboczego

Cewka pola toroidalnego ITER nr 17 przeszła test zimny przy 34 kA, czyli połowie prądu roboczego 68 kA. 30 października opuściła stanowisko testów zimnych magnesów w Cadarache we Francji. Ważący 330 ton magnes w kształcie litery D trafi najpierw do magazynu tymczasowego, a potem do ostatniego modułu sektora komory plazmowej.

Dlaczego ten wynik ma znaczenie

ITER to tokamak budowany przez 35 państw w południowej Francji. Ma dowieść wykonalności fuzji, ale prądu nie wyprodukuje. Jego magnesy muszą utrzymać plazmę o temperaturze 150 000 000 stopni Celsjusza, około dziesięć razy wyższej niż w jądrze Słońca, z dala od ścian maszyny. Projekt zakłada 500 MW mocy fuzyjnej przy 50 MW mocy grzania, czyli zysk Q=10. Praca z deuterem i trytem jest planowana na 2039 r.

Test cewki

Stanowisko testów zimnych schłodziło cewkę nr 17 do 4 K, czyli 4 000 milikelwinów albo minus 269 stopni Celsjusza, i podało na nią 34 kA. Nadprzewodniki przewodzą prąd bez oporu tylko poniżej temperatury krytycznej, a schłodzenie wprowadziło przewód w ten stan. Prąd 34 kA to ponad trzy razy więcej niż 10 kA z pierwszej kampanii stanowiska, która zaczęła się w maju 2026 r. od cewki nr 7. Testy cewki nr 17 ruszyły w sierpniu 2026 r.

Stanowisko w Cadarache sprawdza kriogenikę, układy próżniowe, zasilanie, przewody zasilające i systemy sterowania, zanim magnesy trafią do tokamaka. Każda kampania testowa jednej cewki trwa od czterech do sześciu miesięcy, podał ITER.

Co dowodzi test

Inżynierowie zmierzyli, jak cewka odkształca się pod obciążeniem elektromagnetycznym, i porównali wynik z modelami konstrukcyjnymi. „To ważny krok, żeby osiągnąć 34 kA i potwierdzić, że cewka zachowuje się tak, jak przewidywały modele” powiedział Adrien Deydier, główny inżynier mechanik ITER zaangażowany w testy. Kampania dała też zespołom doświadczenie przed zintegrowanym rozruchem systemu magnesów, dodał.

Program testów zimnych magnesów ma potwierdzić wytrzymałość izolacji wysokonapięciowej doziemnej w różnych temperaturach, wykazać wykrywanie quenchu i sprawdzić pracę cewki przy prądzie nominalnym, podał ITER.

Co dalej

ITER podał, że inżynierowie schłodzą cewkę nr 19, zapasową, do 4 K w kwietniu 2027 r. i przetestują ją przy 34 kA. Ten przebieg jako pierwszy użyje połączeń szczelnych w sensie próby Paschena między przewodem zasilającym w kriostacie a cewką. Odtworzy to konfigurację tokamaka i pozwoli inżynierom sprawdzić izolację wysokonapięciową doziemną.

Potem stanowisko zostanie otwarte, żeby zamontować konstrukcję wzmacniającą, która ma zapobiec odkształceniu cewki przy pełnym prądzie 68 kA. Inżynierowie będą też celowo podgrzewać fragmenty cewki, żeby wywołać utratę nadprzewodnictwa w ramach testów marginesu temperaturowego. Po cewce nr 19 stanowisko zostanie przebudowane pod cewkę pola poloidalnego nr 1. System magnesów ITER będzie miał 18 cewek toroidalnych w kształcie litery D, sześć cewek poloidalnych i centralny solenoid.