Staveniště ITER letos v létě

Plocha staveniště nejdražšího vědecko-technického projektu na zemi o rozloze 42 hektarů hýří činorodostí. A bylo tomu tak po celé léto. Šest budov je v různém stadiu výstavby, v různém stadiu přípravných prací jsou tři další budovy. V červnu se na stavbě pohybovalo 1 500 lidí. Šest let po začátku stavby v Saint-Paul-lez-Durance, Francie. Na obzoru se rýsuje první termojaderný reaktor v historii lidstva!

Horké vlny

Budova je 45 metrů dlouhá, 49 metrů široká a 26 metrů vysoká. Bude skrývat výkonné zdroje radiofrekvenčního elektromagnetického pole, které budou dokončovat ohřev plazmatu tokamaku ITER do termojaderných teplot. Budova přiléhá k montážní hale (Assembly Hal).

Budova vysokofrekvenčního ohřevu už nyní skrývá 24 gyrotronů – generátorů velmi vysokých frekvenci – pro ohřev elektronů plazmatu ITER cyklotronovou rezonancí. Každý z nich generuje mikrovlnný svazek 1 000krát výkonnější, než je domácí mikrovlnná trouba. Budova skrývá i generátory, které vyrábějí výkonné vysokofrekvenční vlny napájející dvě 45tunové antény ohřívající ionty plazmatu na frekvenci ionto-cyklotronové rezonance. Oba systémy dodatečného ohřevu budou spojeny s tokamakem ITER transmisními linkami a budou do plazmatu dodávat celkem 40 MW ohřevového výkonu.

Instalace elektronického vybavení se plánuje na říjen 2017 a předání budovy po dokončení instalace na srpen 2018.

Jáma? Již mizí!

Jakmile se dokončí základová deska L1 Diagnostické budovy (Diagnostics Building) a beton a ocel trojbudoví (reaktor, diagnostika a tritiové hospodářství), bude Tokamak Complex v jedné rovině s plošinou staveniště ITER. Jáma (Pit) včerejška o rozměru 90 × 130 × 15 metrů zmizí v nenávratnu, ale centrální perfektně kruhová struktura rostoucího reaktoru zůstává… A roste. Z celkového počtu 18 již stojí 6 masivních sloupů. Pokračuje i zalévání betonem a instalace 3,2 m silné armatury „kruhové pevnosti“ obklopující reaktor – zvedá se tak biologické stínění (bioshield), které bude chránit zaměstnance a prostředí před zářením generovaným fúzními reakcemi. Krajině dominuje černá dočasná fasáda montážní haly (Assembly Building), kterou nyní částečně pokrývá gigantický plakát s kresbou tokamaku ITER. Budova tokamaku se zvedá tak, aby se setkala s montážní halou; pak se pokrytí odstraní a budovy se propojí.

Významná pomocná zařízení

Uvnitř servisní budovy (Site Service Building) pro celé staveniště finišují poslední práce. Budova dlouhá 80 m umístěná nedaleko montážní haly skrývá, rozděluje a rozvádí značný počet průmyslových podpůrných služeb a systémů (chladicí hospodářství pro klimatizaci, demineralizovanou vodu, vzduchové kompresory apod.). Pro práci na instalaci tokamaku ITER jsou všechny nepostradatelné.

Jedinou vstupní branou do montážní haly pro jakoukoli komponentu tokamaku bude čisticí budova (The Cleaning Facility). Čistící budova je svými 19,5 m výšky a 48 m délky podstatně menší než montážní hala. Skrývá zařízení pro „pulírování“ komponent ITER před tím, než se převezou do předsíně vlastní montážní haly. Budova pro čištění bude také fungovat jako přetlaková komora mezi montážní halou a jejím vnějším okolím. Aby se na nejmenší možnou míru zmenšila možnost usazení nečistot na ošetřené části, dvoje velká vrata „přetlakové komory“ nebude možné otevřít současně.

Fabrika na zimu

Nejde o továrnu, která bude fungovat jen v zimě, ale která bude zimu vyrábět…

Pro zprovoznění 10 000 tun magnetů při supravodivé teplotě jejich vinutí, vychlazení tepelného stínění a rozběh kryopump bude ITER potřebovat přečerpávat obrovské množství chladicí kapaliny. Jinými slovy – kryohospodářství tokamaku ITER bude největším kryohospodářstvím na světě o kombinovaném chladicím výkonu 75 kW. Instalace rozměrů fotbalového hřiště se skládá ze tří identických hospodářství pro skladování a čerpání tekutého helia při teplotě 4 K, čili –269 °C. Helium přitom není jediná mrazivá kapalina, kterou kryohospodářství vyrábí. Jako „předchladič“ (pre-cooler) v hospodářství tekutého helia se bude používat tekutý dusík o teplotě –196 °C.

Podél budovy kryhospodářství jsou již nedaleko budovy pro navíjení cívek poloidálního pole (Poloidal Field Coils Winding Facility) položeny základy. Staví se sloupy, které ponesou jeřáby pro instalaci přístrojového vybavení a desek, na které se uloží těžký šroubovicový kompresor megawatové třídy spolu s vysokorychlostními turbínami. Stavební konstrukce bude předána v dubnu 2017.

Péče o tritium

Tritium, jeden ze dvou těžkých izotopů vodíku, je vzácný a proto drahý. Při současném stavu fúzní strategie je jednou ze složek fúzního paliva (druhou složkou je deuterium). Tritium je radioaktivní izotop vodíku a jako takový vyžaduje mimořádně opatrné zacházení. Při instalaci tokamaku ITER se pro tritiové hospodářství vyhradila celá jedna budova – pro skladování, manipulaci a zpracování.

Budova patří do trojbudoví (Tokamak Complex) spolu s halou pro reaktor a budovou pro diagnostiku. Po instalaci šesti vodních tanků na dolní podlahovou desku (B2) tritiové budovy (Tritium Building) probíhají práce na podlahové desce B1, která je na úrovni suterénu. Než se vše zalije betonem, vkládají sem dělníci pečlivě stovky desek do hustého mřížoví armatury. Ty mimořádně pevně ukotví podlahovou desku před instalací přístrojového vybavení.

Impregnační stanice dvojité plošné spirály

Na místě, kde bude Evropská unie navíjet cívky poloidálního pole, je již připravený navíjecí stroj. Nově instalovaný „kulatý stůl“ bude fungovat pod oficiálním jménem impregnační stanice dvojité plošné spirály (double pancake impregnation station). Impregnace je druhá fáze výroby, která následuje po navinutí vodiče. Plochá dvojitá spirála se impregnuje epoxydovou pryskyřicí, aby byla mechanicky a elektricky pevná. Operace probíhá při vysoké teplotě ve vakuu.

Zatímco instalace nové impregnační stanice pomalu končí, navíjení dvojité ploché spirály makety – předskokana – je již ve vedlejší hale za vraty v čistém prostředí v plném proudu. Po této operaci, jejímž jediným smyslem je kvalifikační posouzení vlastního zařízení a procesu výroby, bude následovat výroba makety poloidální cívky #5 o průměru 17 m v měřítku 1:1.

Obrázky použity s laskavým svolením ITER Organization.