Комментарии 37
Огромное спасибо за статью.
С нетерпением жду продолжения.
С нетерпением жду продолжения.
Даа, без tnenergy информации по ИТЕР и по АЭС в целом для лемнингов было бы в бесконечность меньше.
Сногсшибательно! Будущее-то — наступило?
Интересно, подоспеет-ли ИИ к роботам или будут телеуправляемые? Доверят-ли такую важную работу ИИ?
Интересно, подоспеет-ли ИИ к роботам или будут телеуправляемые? Доверят-ли такую важную работу ИИ?
Роботы будут телеуправляемыми.
Вот так вот, без картинок, очень сложно себе представить объемы этого инженерного чуда. И даже смотря на картинки весь паззл не укладывается в голове.
В принципе я написал по статье практически о каждой системе ИТЭР:
1. Физические принципы
2. Магниты (одна из лучших моих статей, я считаю)
3. Конструктив: вакуумная камера, бланкет, дивертор.
4. Радиочастотный нагрев (советую)
5. Нагрев нейтральными пучками (дважды советую)
6. Вакуумная система
7. Криосистема
8. Криостат
Плюс диагностика, затронутая в этом посте и робототехника, ссылка в комментарии выше.
Не знаю, весь ли это паззл, но заметная его часть.
1. Физические принципы
2. Магниты (одна из лучших моих статей, я считаю)
3. Конструктив: вакуумная камера, бланкет, дивертор.
4. Радиочастотный нагрев (советую)
5. Нагрев нейтральными пучками (дважды советую)
6. Вакуумная система
7. Криосистема
8. Криостат
Плюс диагностика, затронутая в этом посте и робототехника, ссылка в комментарии выше.
Не знаю, весь ли это паззл, но заметная его часть.
Хотелось бы почитать о решениях несущих строительных конструкций.
Ммм, вот тут честно говоря мало информации, да и вроде ничего сверхестественного там нет — обычное ядерное здание, где-то тяжелый бетон, где-то плотное армирование, нельзя сверлить бетон, поэтому все покрыто стальными пластинами для наварки креплений оборудования…
Если вы разбираетесь в технологиях строительства, то очень много технологий по стройке есть здесь
Если вы разбираетесь в технологиях строительства, то очень много технологий по стройке есть здесь
Есть ли хоть какие то законные способы попасть туда на экскурсию?
Серию можно продолжать, рассказав о научных системах приборов, о том чего от них ждут; о робототехнике реактора, о автоматике. Потом — о том какое влияние на инженерную мысль и, общество, стандарты, окажут технические достижения этого проекта и как их переносить в типовые решения реакторов будущего.
А то вот для большинства людей «интернет вещей» — это забавные игрушки, мобилки, да, в лучшем случае — продвинутый домофон/холодильник, а вовсе такие инфраструктурные вещи ближайшего (+50-+70 лет) будущего, типа термоядерной ТЭЦ/ТЭС для родного городка или его «градообразующего предприятия».
А то вот для большинства людей «интернет вещей» — это забавные игрушки, мобилки, да, в лучшем случае — продвинутый домофон/холодильник, а вовсе такие инфраструктурные вещи ближайшего (+50-+70 лет) будущего, типа термоядерной ТЭЦ/ТЭС для родного городка или его «градообразующего предприятия».
Так «интернет вещей», о котором пишут статьи, и состоит из розеток с вайфаем и прочего хлама со смартфонным управлением. Большинство не виновато.
Это сейчас мы знаем, допустим, что сталь для паровоза — «топочная сталь» — она д. б. по ГОСТ 399-41 а лифты — ГОСТ Р 53770-2010. Но сейчас во термоядерной энергетике «времена Уатта», поэтому весьма интересы будут и технические статьи о ядерном материаловедении и вообще о проблемах реализации реакторов в металле.
Смотря на это запредельно сложное устройство, с трудом верится что настанет время когда данный уровень технологии выйдет в ширпотреб (относительный конечно)
Смотря что считать ширпотребом. Всякие высокотехнологичные отрасли, типа аэрокосмической, производства медицинского или ядерного оборудования ИТЭР обогащает прямо сегодня. Например по сверхпроводникам ИТЭР был заметным источником R&D трат последние 15 лет. Чуть более косвенные разработки проникают на рынок на стыке науки и прикладных приложений через кадры — ну например нейтронный геологический каротаж и нейтронные датчики ИТЭР имеют в России имеют общих разработчиков.
Наконец, есть такой выхлоп в виде обученных кадров — инженеры, ученые, менеджеры проектов — это все потом может дать выхлопы в совершенно неожиданных местах. Ну скажем, в автоматизации ИТЭР принимает участие РТСофт, и думаю, они потом полученные наработки смогут использовать в других местах.
Наконец, есть такой выхлоп в виде обученных кадров — инженеры, ученые, менеджеры проектов — это все потом может дать выхлопы в совершенно неожиданных местах. Ну скажем, в автоматизации ИТЭР принимает участие РТСофт, и думаю, они потом полученные наработки смогут использовать в других местах.
Ну вот допустим манхэттэнский проект, соразмерное по масштабу явление, требующее напряжения сил тысяч человек и неимоверные финансовые затраты. Что получится в итоге доподлинно тоже никто не знал, до самого испытания «изделия», только теоретически. А теперь процесс обогащения доступен любому государству средней руки, даже помоечным «народным» демократиям.
Другой пример, гироскоп. Изначально штучное прецизионное изделие, настолько дорогое и редкое что устанавливали их только в приступах «человеколюбия» на изделия типа фау2 или эр7. А теперь гироскопы. пусть работающие на совсем другом принципе есть в кажом смартфоне.
Хочется задать вопрос человеку в теме: Насколько технологически пересекаются и влияют друг на друга проекты ИТЭР и БАК. Ведь и там и там применяются монструозные конструкции с криогенной техникой, сверхпроводимостью и супервакуумным вакуумом?
Другой пример, гироскоп. Изначально штучное прецизионное изделие, настолько дорогое и редкое что устанавливали их только в приступах «человеколюбия» на изделия типа фау2 или эр7. А теперь гироскопы. пусть работающие на совсем другом принципе есть в кажом смартфоне.
Хочется задать вопрос человеку в теме: Насколько технологически пересекаются и влияют друг на друга проекты ИТЭР и БАК. Ведь и там и там применяются монструозные конструкции с криогенной техникой, сверхпроводимостью и супервакуумным вакуумом?
>Хочется задать вопрос человеку в теме: Насколько технологически пересекаются и влияют друг на друга проекты ИТЭР и БАК. Ведь и там и там применяются монструозные конструкции с криогенной техникой, сверхпроводимостью и супервакуумным вакуумом?
Сильно пересекаются и поддерживают друг друга в областях криогенники (БАК и ИТЭР будут обладателями 1 и 2 в мире холодильных фабрик по мощности на температуре жидкого гелия), вакуума, сверхпроводников и сверхпроводящих магнитов, систем автоматизации и снятия информации с больших научных приборов, радиочастотных систем. Довольно много проектировщиков по этим тематикам перешли из БАК на ИТЭР, кстати.
Сильно пересекаются и поддерживают друг друга в областях криогенники (БАК и ИТЭР будут обладателями 1 и 2 в мире холодильных фабрик по мощности на температуре жидкого гелия), вакуума, сверхпроводников и сверхпроводящих магнитов, систем автоматизации и снятия информации с больших научных приборов, радиочастотных систем. Довольно много проектировщиков по этим тематикам перешли из БАК на ИТЭР, кстати.
Ширпотребом стоит считать монтаж урюпинской модульной ТЯЭС))))
Жаль что все это приходится проектировать живым мясным людям. И нельзя например дать CAD системе команду «размести-ка все это научное барахло с учетом граничных условий в этом ящике», которая бы методом, пусть перебора, но подобрала бы оптимальную конфигурацию. Вот такая система (ну или просто достижение технологической сингулярности:)) существенно ускорила бы проектирование.
А еще высверливание каналов охлаждение, а потом заваривание технологических отверстий — это же идеально можно заменить 3d печатью металлом. В этом случае каналы могут быть вообще любой формы и возможно это ускорило бы проектирование.
А еще высверливание каналов охлаждение, а потом заваривание технологических отверстий — это же идеально можно заменить 3d печатью металлом. В этом случае каналы могут быть вообще любой формы и возможно это ускорило бы проектирование.
Возможно, инженерная сложность должна иметь какой то вероятностный коэффициент при приближении к которому проект не стоит затрачиваемых на него усилий, так как через некоторое время появятся технологии способные произвести тоже самое, но с меньшими затратами.
Ну, это в теории так. На практике любая новая технология требует опробации в конкретном поле, где вы ее собираетесь применять, особенно во всяких ответственных направлениях, типа ядерных реакторов. Это означает, что все равно вам нужны инженеры с передовой практикой разработки в данном направлении, которые могли бы оценить исходя из своего опыта плюсы, минусы и подводные камни, а заодно на практике «способна ли технология Х произвести тоже самое, но с меньшими затратами».
Так что деятельность подобной той, что описана абсолютно необходима для того, что бы двигаться вперед. Сидеть и ждать появления чудесной технологии, которая все изменит самонадеяно — скорее всего применять ее будет не к чему.
Так что деятельность подобной той, что описана абсолютно необходима для того, что бы двигаться вперед. Сидеть и ждать появления чудесной технологии, которая все изменит самонадеяно — скорее всего применять ее будет не к чему.
Да уж, впечатляет. Я раньше думал, что ИТЭР — это долгострой, ставший таковым по причине бюрократии и недостаточной заинтересованности каждой отдельной страны-участницы. И что если бы за этот проект взялась одна страна, но как следует — то результат был бы уже давно достигнут. А однако, вон оно как… Проектировщики заложили в проект прорывы в целом ряде областей науки и техники. Такое, действительно, под силу только всему человечеству, если вообще возможно.
Мне даже страшно стало за этот проект. Слишком во многих областях ИТЭР проектрировщики замахнулись на раздвигание границ возможного. Велик технический риск. И удастся ли совместить все разработки так, чтобы вся установка в итоге заработала? Кроме того, невообразимая сложность системы будет препятствием на пути широкомасштабного внедрения таких реакторов. Надежда только на то, что это исследовательский реактор, и часть его оборудования является опытной, предназначенной для изучения и оптимизации технологии, и что в серийных энергетических реакторах удастся избавиться от части сложных систем.
Что ж, подождем. Хотя ждать придется явно долго. А почему строители, кстати, задерживаются? Там тоже сложности?
Мне даже страшно стало за этот проект. Слишком во многих областях ИТЭР проектрировщики замахнулись на раздвигание границ возможного. Велик технический риск. И удастся ли совместить все разработки так, чтобы вся установка в итоге заработала? Кроме того, невообразимая сложность системы будет препятствием на пути широкомасштабного внедрения таких реакторов. Надежда только на то, что это исследовательский реактор, и часть его оборудования является опытной, предназначенной для изучения и оптимизации технологии, и что в серийных энергетических реакторах удастся избавиться от части сложных систем.
Что ж, подождем. Хотя ждать придется явно долго. А почему строители, кстати, задерживаются? Там тоже сложности?
>Да уж, впечатляет. Я раньше думал, что ИТЭР — это долгострой, ставший таковым по причине бюрократии и недостаточной заинтересованности каждой отдельной страны-участницы.
Ну, проект очень долго тормозила бюрократия и политика… Только последние два года тренд развернулся.
>Проектировщики заложили в проект прорывы в целом ряде областей науки и техники.
Изначальный ИТЭР, спроектированный в 1993-1998 в каком-то смысле был попроще, но он был больше и заметно дороже. ITER-FEAT, который реализуют сегодня (проектировавшийся в основном в 2001-2007 годах) вынужденно требует прорывов по некоторым направлениям, особенно пострадал бланкет и первая стенка.
>Слишком во многих областях ИТЭР проектрировщики замахнулись на раздвигание границ возможного. Велик технический риск.
Пока тем «продавливания» технических барьеров неплох, удалось изготовить рекордные магниты (ну почти, они еще делаются), гиротроны, спроектировать и верифицировать технологии изготовления и сборки по большинству систем. Основной из крупных проблем сейчас считается стойкость дивертора, но что бы ее решить, в принципе еще есть лет 10. Хотя за предыдущие 10 не решили.
>Надежда только на то, что это исследовательский реактор, и часть его оборудования является опытной, предназначенной для изучения и оптимизации технологии, и что в серийных энергетических реакторах удастся избавиться от части сложных систем.
Ну вот например все диагностики, описанные в этом посте энергетическому реактору скорее всего будут не нужны.
>А почему строители, кстати, задерживаются?
Строителей очень долго задерживали переделки проекта (и зданий). Одна из крупных переделок была связана с постфукусимской переоценкой опасности землетрясений и перепроектированием фундамента. Биго по приходу в директоры проекта первым делом заморозил чертежи зданий, и стройка начала разгоняться: буквально недавно строители впервые выдержали темп «1 этаж за полгода» в здании токамака.
Ну, проект очень долго тормозила бюрократия и политика… Только последние два года тренд развернулся.
>Проектировщики заложили в проект прорывы в целом ряде областей науки и техники.
Изначальный ИТЭР, спроектированный в 1993-1998 в каком-то смысле был попроще, но он был больше и заметно дороже. ITER-FEAT, который реализуют сегодня (проектировавшийся в основном в 2001-2007 годах) вынужденно требует прорывов по некоторым направлениям, особенно пострадал бланкет и первая стенка.
>Слишком во многих областях ИТЭР проектрировщики замахнулись на раздвигание границ возможного. Велик технический риск.
Пока тем «продавливания» технических барьеров неплох, удалось изготовить рекордные магниты (ну почти, они еще делаются), гиротроны, спроектировать и верифицировать технологии изготовления и сборки по большинству систем. Основной из крупных проблем сейчас считается стойкость дивертора, но что бы ее решить, в принципе еще есть лет 10. Хотя за предыдущие 10 не решили.
>Надежда только на то, что это исследовательский реактор, и часть его оборудования является опытной, предназначенной для изучения и оптимизации технологии, и что в серийных энергетических реакторах удастся избавиться от части сложных систем.
Ну вот например все диагностики, описанные в этом посте энергетическому реактору скорее всего будут не нужны.
>А почему строители, кстати, задерживаются?
Строителей очень долго задерживали переделки проекта (и зданий). Одна из крупных переделок была связана с постфукусимской переоценкой опасности землетрясений и перепроектированием фундамента. Биго по приходу в директоры проекта первым делом заморозил чертежи зданий, и стройка начала разгоняться: буквально недавно строители впервые выдержали темп «1 этаж за полгода» в здании токамака.
Впечатляющая статья.
Вопрос по последствиям этого адского нейтронного потока для материалов: есть ли оценки сколько часов/лет работы реактора на полной мощности выдержат без особого структурного повреждения стенки реактора (тора токамака) из специальной стали?
И насколько сталь будет радиоактивной с внутренней стороны после того, как стенки выйдут из строя? Или в момент, когда консилиум скажет «всё, дальше реактор экплуатировать нельзя, стальные стенки могут начать трескаться прямо в следующем сеансе!»
Вопрос по последствиям этого адского нейтронного потока для материалов: есть ли оценки сколько часов/лет работы реактора на полной мощности выдержат без особого структурного повреждения стенки реактора (тора токамака) из специальной стали?
И насколько сталь будет радиоактивной с внутренней стороны после того, как стенки выйдут из строя? Или в момент, когда консилиум скажет «всё, дальше реактор экплуатировать нельзя, стальные стенки могут начать трескаться прямо в следующем сеансе!»
С нейтронным потоком есть такая особенность — мгновенный поток очень жесткий из-за высокой энергии нейтронов (в 14 раз выше, чем в быстром реакторе), и довольно высокий флюэнс (плотность потока нейтронов), всего в 10 раз ниже, чем пиковый в ядерном реакторе и сравнимый со средним в ядерном реакторе.
Но при этом интегральная величина за время работы не так велика — ИТЭР же импульсный и экспериментальный.
В итоге, живучесть первой стенки (а это основная деталь, подверженная нейтронным нагрузкам) — 5 лет, причем определяется не структурными повреждениями как таковыми, а в основном плазменной эрозией и деградацией медного теплоотводящего основания (тут уже как раз из-за нейтронов). Для сравнения — нагрузка ПС до съема будет 0,3 с.н.а, а нагрузка, скажем, выгородки ВВЭР-1000 до съема — 30 с.н.а., нагрузка оболочек твэлов в быстром реакторе — 60 с.н.а. и в перспективных материалах — 100+ с.н.а.
При этом материаловедение, действительно, сейчас сильно ограничивает возможность создания высоконагруженного коммерческого термоядерного реактора.
Насчет радиоактивности от термояда у меня есть специальная статья.
Но при этом интегральная величина за время работы не так велика — ИТЭР же импульсный и экспериментальный.
В итоге, живучесть первой стенки (а это основная деталь, подверженная нейтронным нагрузкам) — 5 лет, причем определяется не структурными повреждениями как таковыми, а в основном плазменной эрозией и деградацией медного теплоотводящего основания (тут уже как раз из-за нейтронов). Для сравнения — нагрузка ПС до съема будет 0,3 с.н.а, а нагрузка, скажем, выгородки ВВЭР-1000 до съема — 30 с.н.а., нагрузка оболочек твэлов в быстром реакторе — 60 с.н.а. и в перспективных материалах — 100+ с.н.а.
При этом материаловедение, действительно, сейчас сильно ограничивает возможность создания высоконагруженного коммерческого термоядерного реактора.
Насчет радиоактивности от термояда у меня есть специальная статья.
Спасибо за подробный ответ (и ссылку)! Но ответ породил следующий вопрос: а плазменная эрозия первой стенки как количественно оценивается/вред от неё? Грубо говоря: сколько мм стенки за эти 5 лет сожрёт эрозия?
>а плазменная эрозия первой стенки как количественно оценивается/вред от неё?
Насколько я понимаю, до конца определенности с этим вопросом нет — т.к. вопросы плазменно-поверхностного взаимодействия очень непросты и плохо изучены (например в августе видел доклад, что лазерный удар по вольфраму, имитирующий плазменную нагрузку в ИТЭР заставляет вращаться кристаллические плоскости в зернах материала, что вызывает очень своеобразное отшелушивание этого вольфрама, ну вообще за последние 20 лет открыли очень много неприятностей от плазменных ударов :)).
Теоретически бериллий хорошо защищен магнитным полем от попадания на него быстрой и горячей плазмы, но есть две до конца не решенные проблемы — брызги вольфрама дивертора при срывах плазмы, которые будут вызывать вспышки ультрафиолета мощностью в сотни мегаватт, которые будут сносить бериллий и убегающие электроны, вызывающие испарение бериллия а месте прихода (они такими «лучами» возникают в реакторе).
В итоге создатели реактора решили, что бериллиевая стенка будет толщиной 5 мм, из которых достаточно для нормальной работы ~2 мм. В ИТЭР будут находится 6 манипуляторов с лазерными сканерами (система IVVS), которые будут изучать эрозию бериллия + демонтируемые образцы бериллия. Думаю, что 5 лет пока скорее назначенный срок, чем реальный расчет.
Насколько я понимаю, до конца определенности с этим вопросом нет — т.к. вопросы плазменно-поверхностного взаимодействия очень непросты и плохо изучены (например в августе видел доклад, что лазерный удар по вольфраму, имитирующий плазменную нагрузку в ИТЭР заставляет вращаться кристаллические плоскости в зернах материала, что вызывает очень своеобразное отшелушивание этого вольфрама, ну вообще за последние 20 лет открыли очень много неприятностей от плазменных ударов :)).
Теоретически бериллий хорошо защищен магнитным полем от попадания на него быстрой и горячей плазмы, но есть две до конца не решенные проблемы — брызги вольфрама дивертора при срывах плазмы, которые будут вызывать вспышки ультрафиолета мощностью в сотни мегаватт, которые будут сносить бериллий и убегающие электроны, вызывающие испарение бериллия а месте прихода (они такими «лучами» возникают в реакторе).
В итоге создатели реактора решили, что бериллиевая стенка будет толщиной 5 мм, из которых достаточно для нормальной работы ~2 мм. В ИТЭР будут находится 6 манипуляторов с лазерными сканерами (система IVVS), которые будут изучать эрозию бериллия + демонтируемые образцы бериллия. Думаю, что 5 лет пока скорее назначенный срок, чем реальный расчет.
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
>Валентин, а каким образом происходит управление работами/проектами, их распределение, как организована информационная система проекта ИТЭР?
Ну, у меня очень обрывочная информация по этому поводу, я постараюсь как-нибудь проинтервьюировать кого-нибудь по организации работы.
>Также было бы здорово узнать, как это всё финансируется.
Есть 6 сторон-участников со следующими долями: Евросоюз (45%), США (9%), Китай (9%), Россия(9%), Южная Корея (9%), Индия (9%) — они вкладываються в проект «натурой» (строительством, оборудованием, разработкой, это основной по сути вклад) и кэшем на общую деятельность. Денег в год сейчас собирается порядка 230 млн евро и эта сумма будет постепенно расти. Есть вот финансовый отчет.
Ну, у меня очень обрывочная информация по этому поводу, я постараюсь как-нибудь проинтервьюировать кого-нибудь по организации работы.
>Также было бы здорово узнать, как это всё финансируется.
Есть 6 сторон-участников со следующими долями: Евросоюз (45%), США (9%), Китай (9%), Россия(9%), Южная Корея (9%), Индия (9%) — они вкладываються в проект «натурой» (строительством, оборудованием, разработкой, это основной по сути вклад) и кэшем на общую деятельность. Денег в год сейчас собирается порядка 230 млн евро и эта сумма будет постепенно расти. Есть вот финансовый отчет.
Будут ли в ИТЭР источники поддержания постоянного непрерывного тороидального тока в плазме, как долго планируют осуществлять термоядерную реакцию в одном выстреле, как собираются впрыскивать свежее термоядерное толпливо в плазменную камеру ИТЭР?
>Будут ли в ИТЭР источники поддержания постоянного непрерывного тороидального тока в плазме
Смотря что считать непрерывным. Есть индуктивные режимы горения, когда ток поддерживается разряжающимся соленоидом — до 700 мегаватт, до 400 секунд. Есть неиндуктивные, без апгрейда речь идет о 250 мегаваттах и до 1000 секунд, после апгрейда (установка нижегибридного радиочастотного нагрева, третий NBI) — до 3600 секунд на мощности 500 мегаватт, если мне не изменяет память. Впрочем до этого апгрейда еще очень долго, все может поменяться.
>как собираются впрыскивать свежее термоядерное толпливо в плазменную камеру ИТЭР?
В ИТЭР будут специальные пневмопушки, стреляющие замороженными льдинками дейтерий-трития прямо в центр плазменного шнура (точнее там сложная система, умеющая стрелять в разные точки с разных направлений).
Смотря что считать непрерывным. Есть индуктивные режимы горения, когда ток поддерживается разряжающимся соленоидом — до 700 мегаватт, до 400 секунд. Есть неиндуктивные, без апгрейда речь идет о 250 мегаваттах и до 1000 секунд, после апгрейда (установка нижегибридного радиочастотного нагрева, третий NBI) — до 3600 секунд на мощности 500 мегаватт, если мне не изменяет память. Впрочем до этого апгрейда еще очень долго, все может поменяться.
>как собираются впрыскивать свежее термоядерное толпливо в плазменную камеру ИТЭР?
В ИТЭР будут специальные пневмопушки, стреляющие замороженными льдинками дейтерий-трития прямо в центр плазменного шнура (точнее там сложная система, умеющая стрелять в разные точки с разных направлений).
> Есть неиндуктивные, без апгрейда
В неиндуктивных режимах горения без апгрейда — чем будет поддерживаться тороидальный ток в плазме?
В неиндуктивных режимах горения без апгрейда — чем будет поддерживаться тороидальный ток в плазме?
Написал же «Есть индуктивные режимы горения, когда ток поддерживается разряжающимся соленоидом». Речь про центральный соленоид — за подробностями отсылаю к статьям про магнитную систему.
А, пардон, невнимательно прочитал.
Поддерживаться будет с помощью NBI и ECRH систем а так же бутстрапного тока плазмы (т.е. плазма за счет несимметричности относительно цилиндрической поверхности имеет свой ток) Общий ток без апргрейда будет меньше, чем индуктивный, поэтому и мощность будет меньше.
Поддерживаться будет с помощью NBI и ECRH систем а так же бутстрапного тока плазмы (т.е. плазма за счет несимметричности относительно цилиндрической поверхности имеет свой ток) Общий ток без апргрейда будет меньше, чем индуктивный, поэтому и мощность будет меньше.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
ИТЭР: Диагностические сборки