Kolejnice divertoru - otázka slepice a vejce

V ideálním světě 3D výkresů jsou rozměry komponent předem dané a části pasují dohromady jako čepy a ozubená kolečka v drahých náramkových hodinkách. Reálný svět - dokonce i vysoce přesný svět tokamaku ITER - je jiný: minimálním odchylkám během výrobního procesu se nedá vyhnout, zvláště pokud jsou komponenty vysoké jako šestipodlažní budova...

V tokamaku ITER se musí v rámci velmi malých tolerancí nejenom sestavit části zařízení ale jejich  umístění bude také muset vyhovovat s nejvyšší přesností pevným referenčním bodům „ukotveným“ do země, které určuje matice geodetických bodů. Potíže vznikají, když se reference použije až po úplném sestavení souboru komponent. Například magnetická osa tokamaku bude určena až po instalaci vakuové nádoby a po sérii prvních výstřelů s plazmatem. Lokalizace magnetické osy stroje určuje pozici 54 kazet divertoru ITER umístěných ve spodní části vakuové nádoby. "Kazety musejí být umístěny s extrémní přesností - mluvím o desetinách milimetru," říká vedoucí Sekce divertoru Frédéric Escourbiac. Do vakuové nádoby je skrze spodní porty vloží robotický manipulátor. Jakmile se dostanou do komory, přesouvají se po dvojité kruhové kolejnici do konečné polohy.

Šedá teorie, zelená praxe

Po přesunu na svá místa budou kazety na této vnitřní a vnější kolejnici upevněny. Mírná odchylka kruhových kolejnic může způsobit nesouosost jedné nebo více z 54 kazet divertoru, a ta by narušovala spolehlivost provozu a ohrožovala funkčnost divertoru, který čelí mimořádnému tepelnému a elektromagnetickému zatížení plazmatem. 3D výkresy určují teoretickou magnetickou osu založenou na dokonalé vakuové nádobě, dokonale obrobené i sestavené. Avšak realita možností stavby nemůže tuto nominální dokonalost splnit.

Model snese všechno

Robotický manipulátor vloží kazety divertoru do vakuové nádoby skrze spodní porty. V komoře budou vedeny po souosých kruhových kolejnicích do své konečné polohy. Inženýři se ale ocitnou v situaci "Co bylo/bude dříve, slepice nebo vejce?". Jak lze stanovit přesné rozměry a polohování kolejových úseků, když nejsou dosud k dispozici referenční body stavby? Když není určena magnetického osa tokamaku? Řešení přichází ve formě statistických modelů, které vypočítají tolerance všech propojovacích systémů a berou v úvahu různé scénáře lokalizace magnetické osy. Na tomto základu lze instalovat kolejnice ne úplně dokončené, ale "polotovar" s mimořádnou tloušťkou, která umožní pozdější nastavení.

Reverzní inženýrství

Jakmile je vše v pořádku - vakuová nádoba byla kompletně sestavena a svařena, propojovací systémy jsou na místě a byla určena magnetická osa – může měření 3D geometrie posoudit postavenou skutečnost s absolutní přesností. "Díky reverznímu inženýrství pak můžeme přizpůsobit kolejové úseky a propojovací prvky na místě," říká Alain Durocher, technik organizace ITER odpovědný za kolejnice divertoru. Divertor ITER je navržen tak, aby zůstal na svém místě během prvního desetiletí provozu stroje až do konce první fáze jaderných operací. Kolejnice však mají setrvat na svém místě celou dobu experimentu ITER. Jejich strategický význam byl potvrzen nedávným závěrečným přezkoumáním návrhu, který doporučil realizaci modelu pro zmírnění rizika a pro provádění postupů při montáži.