Kolos ve středu tokamakové jámy

Uprostřed tokamakové jámy vyrostl minulý rok impozantní nástroj skládající se z centrálního sloupu a devíti radiálních paprsků, který téměř připomíná dětský řetízkový kolotoč. Až na to, že místo sedaček obsazených povykujícími dětmi budou na jednotlivých ramenech zavěšeny sektory vakuové komory tokamaku o hmotnosti mnoha tun. Každý sektor k sobě přivine dvě cívky toroidálního pole. Centrální sloup bude podporovat, vyrovnávat a stabilizovat podsestavy vakuové nádoby (podsestava: sektor vakuové nádoby, dvě cívky toroidálního pole, stínění) během montáže, dokud nebudou všechny spojeny a svařeny do tvaru gigantického torusu.

Spolu s obřím montážním nástrojem pro devět sektorů vakuové komory (SSAT – sector subassembly tool) a nástrojem pro obracení je „vnitrojámový“ (in-pit) montážní nástroj třetím hlavním jednoúčelovým nástrojem dodaným společností ITER Korea pro montáž, včetně spojování sektorů vakuových nádob s cívkami toroidálního pole vně tokamakové jámy.

Pomocné nástroje jsou blízcí příbuzní:

• Narovnávací/převracecí nástroj (Upending Tool) se používá k převracení sektorů vakuových nádob z horizontální polohy, ve které byl sektor přivezen z továrny na staveniště, do montážní, vertikální polohy.
• Po každém „převrácení“ sektoru je radiální paprsek odmontován z centrálního sloupu v tokamakové jámě a transportován portálovým jeřábem do montážní haly, kde se na něj zavěsí připravený sektor vztyčený do svislé polohy.
• Radiální paprsek, nesoucí sektor vakuové komory, se pak transportuje k jednomu z nástrojů SSAT (sector sub-assembly tools), kde zatížený hmotností sektoru počká, až se k němu přisune a bude po stranách upevněna dvojice cívek toroidálního pole s panely tepelného štítu.
• Dokončenou sektorovou podsestavu složenou ze sektoru vakuové nádoby (stále zavěšeného na radiálním paprsku), dvou cívek toroidálního pole po stranách a tepelného stínění převeze portálový jeřáb pomocí jednoúčelového „zvedacího nástroje“ do tokamakové jámy.
• Během vyrovnávání a svařování je veškerá hmotnost sektoru stále zavěšena na radiálním paprsku, zatímco cívky a tepelný štít zespodu zajišťují gravitační podpěry umístěné na základně kryostatu.

Stejný postup se bude opakovat devětkrát pro každý z devíti sektorů vakuové nádoby.

Virtuální osa a vertikální přístup

Centrální sloup vysoký 25 metrů s průměrem 5 metrů je ukotven přímo do základny „Trojbudoví tokamaku“ (Tokamak Complex) otvorem v základně kryostatu, zatímco radiální nosníky/paprsky jsou podepřeny centrálním sloupem na jedné straně a betonovým biostíněním na straně druhé držáky zapuštěnými do stěny biologického stínění.

Centrální sloup ponese část hmotnosti sektorových podsestav a radiální paprsek podpírá zbytek. Nosníky zůstanou v tokamakové jámě tak dlouho, dokud bude třeba. Každý z nich přepraví portálový jeřáb do Montážní haly pro zavěšení příslušného sektoru vakuové nádoby. Paprsek a sektor zůstanou spojeny až do dokončení všech svarových spojů mezi sektory.

Mocný pomocný nástroj

Nástroj vyrobený v Koreji je navržen tak, aby v tokamakové jámě unesl celkovou jmenovitou hmotnost 5 400 tun. Kromě své nosné role poskytuje centrální sloup také vodítko pro osu zařízení, pomocí kterého lze přesně nastavit všech osmnáct cívek toroidálního pole. Centrální sloup navíc umožní dodavateli přístup k montážním činnostem v extrémně přeplněném prostoru jámy. Přestože vnitřek sloupu zesilují v pravidelných intervalech vnitřní žebra, je sloup v zásadě dutý a bude vybaven vnitřními žebříky a úchyty na čtyřech úrovních.

Montážní nástroj pro práci v jámě byl vyroben v Yujin Machinery v Changwonu, tovární přejímací testy proběhly v listopadu 2019 a nyní je toto mocné pomocné zařízení na staveništi ITER. Po spuštění základny kryostatu do tokamakové jámy byl sloup s paprsky instalován a byl proveden komplexní metrologický průzkum a proměření skutečné polohy před usazením první podsestavy vakuové nádoby.

„Dvakrát měř a jednou řež“ platí i v termojaderné fúzi!

(Volně podle Kristy Dulonové.)