Navigační bludiště bylo perfektním úkolem pro "ITER MAKERS GROUP"

Běžnou představou jaderného konstruktéra je rýsovací prkno - dnes spíše monitor výkonného počítače, knihovna plná teorie, kde se rodí nápady, konstruktérská inovace, fyzikální výpočty, které se posléze zhmotní v komponentu, bez níž se tokamak ITER v budoucnu neobejde. Skutečnost může být mnohem a mnohem skromnější. Stačí malá skupina nadšenců, tady si říkají ITER Makers Group. Je to nedávno založený klub s malou místní „FabLab“, tedy prostorem, kde mohou spolupracovníci Organizace ITER ve svém volném čase pracovat na osobních či skupinových projektech, objevovat nové technologie a sdílet přitom nástroje, zařízení a znalosti patřící právě FabLab.

Napáječe magnetů tokamaku ITER se skládají z 31 kritických komponent, které dodávají elektrickou energii a kryogenní tekutiny magnetům a slouží jako kanály/průchodky pro přístrojové kabely procházející bariéru mezi teplou a studenou zónou tokamaku. První složkou napáječe dodanou do ITERu je vstupní průchodka kryostatem, napájející cívku poloidálního pole číslo 4.

Příběh průchodky

S čím se setkáte při zkušební prohlídce průchodky? S bludištěm potrubí a svarů, v němž se vyzná pouze endoskop, který umožní vizuální kontrolu. Ale i s nejlepším endoskopem je fyzická orientace velmi obtížná a kontrola je tak nesnadná – nevíme totiž, zda je obraz rovný, natočený nebo vzhůru nohama. Po endoskopické kontrole prvního napáječe kontaktoval Jaromír Farek ze Sekce montáže vnitřku kryostatu členy ITER Makers Group, zda by nemohli vymyslit, jak by bylo možné uskutečnit v reálném čase (on line) zpětnou vazbu určující orientaci endoskopu na dané pozici. Během přestávek na jídlo a o víkendu použil tým ITER Makers Group přístupné hardwarové zdroje pro návrh a výrobu systému opatřeného gyroskopem, kompasem a akcelerometrem, schopného definovat uživatelům aktuální pozici endoskopu uvnitř průchodky kryostatem. Času neměla skupina nadšenců nazbyt, do další inspekce průchodky zbývaly pouhé čtyři dny (včetně víkendu).

Řešení se muselo objevit rychle! Romain Bourgue, spoluzakladatel skupiny ITER Makers, ho našel: malý senzor polohy, který by integroval gyroskop, kompas a akcelerometr. Tato součástka, podobná té, která se používá ve smartphonech, by se připojila ke konci endoskopu a vysílala by informace o poloze do mikrokontroléru Arduino. Arduino by pak poslal výstup na počítačový monitor, kde se 3D model endoskopu natočí a ukáže uživatelům aktuální orientaci nástroje. Spolupráce během několika plodných přestávek na oběd vyústila ve funkční prototyp s pláštěm vyrobeným na 3D tiskárně jedním z členů ITER Makers.

Skutečný výrobek a test

Další kroky zahrnovaly přechod z prototypu na skutečný výrobek. Vědomi toho, že kabel endoskopu je pouze 5 metrů dlouhý, výrobci připájeli sensor k 10metrovému kabelu a znovu ověřili jeho funkci. Sensor pak musel být bezpečně připevněn pomocí tepelně smrštitelných trubic ke špičce endoskopu a rychloupínacích pásků, které instalaci dokončily.

Test se uskutečnil v nedaleké dílně MIFI ve francouzském výzkumném středisku Komise pro alternativní energie a Komise pro atomovou energii (CEA), kde se v současné době skladuje první napáječ magnetů. Uživatel endoskopu měl nyní informaci o přesném umístění a orientaci přístroje. Ač inovaci přivedlo na svět obědové volno, nikdo z řešitelů nehladověl, naopak nálada po úspěšném testu byla výborná!

Na vyřešení se podíleli: Romain Bourgue, zodpovědný za bezpečnost a strategii IT; Jaromír Farek, konstruktér magnetického příslušenství; Nuno Pedrosa, nedestruktivní zkušební inženýr; Jean Revel, inženýr pro řízení a regulaci; a Wan Lijun, inženýr supravodivého příslušenství.