В конце 2024 года две команды ученых ИПФ РАН приняли участие в сборке гиротронных комплексов на ИТЭР и в ASIPP. О том, как проходил рабочий процесс, какие цели и задачи удалось выполнить рассказали сотрудники отдела электронных приборов.
Анатолий Еремеев, Максим Каменский и Виктор Маслов работали над созданием системы нагрева плазмы на площадке международного проекта ИТЭР. В эту систему вошли 8 изготовленных в Нижнем Новгороде гиротронных комплексов.
Анатолий Еремеев, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатория микроволновых технологий ИПФ РАН, и Виктор Маслов, ведущий электроник лаборатории широкополосных гироприборов ИПФ РАН:
Начало визита было посвящено вопросам организации работ – это первая поездка представителей ИПФ РАН и ЗАО НПП Гиком на ИТЭР для выполнения работ по сборке гиротронных комплексов для ЭЦР нагрева плазмы. Дополнительные сложности создавал тот факт, что было необходимо получить ряд разрешений от принимающей стороны. На этом же этапе заказали доставку нашего оборудования с промежуточного склада и необходимых инструментов.
Основной задачей стала установка опорных модулей для первых двух гиротронов. Во Франции очень тщательно следят за безопасностью исполнения работ, поэтому вокруг каждой конструкции были возведены строительные леса, которые каждый день проверял представитель ИТЭР, проверка фиксировалась в журнале техники безопасности, и только после этого можно было приступать к работе. Кроме того, каждое утро оформлялись разрешения на проведение работ и работы можно было начинать только после постановки подписей на них каждым членом группы. Понятно, что обилие этих процедур, заметно сокращало непосредственное время работы со стендами.
Во время следующего визита на площадку ИТЭР необходимо будет смонтировать систему водяного охлаждения, включающую как трубопроводы, так и поддерживающие их опорные структуры. Потом должна быть выполнена установка и юстировка криомагнитов. Чтобы обеспечить отсутствие искажений магнитного поля и создать условия для безопасной работы, дополнительно пришлось смонтировать алюминиевые защитные экраны, которые одновременно будут выполнять функцию ограждений.
Одной из целей поездки было ознакомиться с условиями и упростить работу следующим группам, которые приедут на ИТЭР. Мы решили легализовать во Франции российские удостоверения стропальщиков, электриков, монтажников и т.д. Это позволит нашим сотрудникам официально выполнять работы на установке без сдачи экзаменов, хотя какие-то обучения на месте пройти придётся. Без этих разрешений согласование работ занимает много времени.
Еще одной сложностью является расположение площадки ИТЭР. Она находится далеко от крупных городов, и есть проблемы с общественным транспортом, что ограничивает рабочее время. Мы считаем, что для достижения лучших результатов нужно работать дольше, поэтому изучаем другие варианты решения проблемы доступного рабочего времени.
Французская сторона высоко ценит нашу работу и заинтересована в качественном выполнении всех этапов. Их также не устраивает затянутость процессов из-за бюрократических процедур, поэтому они поддерживают инициативы, направленные на ускорение работы. Они понимают, что наши специалисты обладают высокой квалификацией, что гарантирует надежность и точность монтажа.
Сотрудники института продолжат ездить на площадку ИТЭР и заниматься установкой оборудования. Мы готовы приложить максимум усилий, чтобы работа была выполнена на высшем уровне.
Вторая группа сотрудников работала в Институте физики плазмы Китайской академии наук.
Андрей Фокин, кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией источников и приложений мощного терагерцового излучения ИПФ РАН, и Андрей Ананичев, аспирант ИПФ РАН, младший научный сотрудник лаборатории источников и приложений мощного терагерцового излучения ИПФ РАН.
В начале ноября мы поехали в Институт физики плазмы Китайской академии наук. Он находится в пригороде Хэфея, провинция Аньхой. Сейчас в Китае очень активно развиваются проекты, связанные с термоядерным синтезом. Например, активно работает токамак EAST и создается более крупный и более мощный токамак BEST. Чтобы отработать все технологии к нему, в том числе и работу с источниками для нагрева плазмы – гиротронами, китайцы создали специальную площадку CRAFT. ЗАО НПП «ГИКОМ» изготовило два мегаваттных гиротронных комплекса с рабочей частотой 170 ГГц для этой площадки, и нам с Андреем Ананичевым поручили принять участие в их сборке и запуске. По своим параметрам эти гиротроны идентичны гиротронам для проекта ИТЭР. А поскольку осенью 2024 года началась сборка систем для нагрева плазмы на площадке ИТЭР во Франции, мы поняли, что эта поездка – отличная возможность научиться правильной процедуре запуска гиротрона «с нуля». Чем больше сотрудников ИПФ РАН получат такой опыт, тем проще будет работать на площадке ИТЭР.
Все сотрудники нашей лаборатории теоретически представляют, как запустить мегаваттный гиротрон на новой площадке. Но было очень важно руками пройти всю процедуру сборки гиротрона: от установки и юстировки магнита до установки гиротрона, его полной обвязки и проведения испытаний, чтобы понимать последовательность действий. Понятно, что гиротрон уже был испытан в ГИКОМе и что он выдает все требуемые параметры. Однако, нам нужно было убедиться, что прибор хорошо перенес транспортировку и все системы на площадке работают правильно. И после этого уже постепенно повышали мощность излучения и длительность импульса гиротрона, чтобы достичь требуемых параметров. Было очень интересно наблюдать этот процесс: как это выглядит, какие шаги нужно предпринять, как при этом ведет себя установка.
Пришлось решить целый ряд проблем, в основном организационных, но чуть больше, чем за полтора месяца, мы успели полностью собрать и запустить оба гиротронных комплекса, доведя один до полной мощности и сдав заказчику
Полученный в этих двух поездках опыт позволит нам правильно выстроить работу на ИТЭР. В этом году мы планируем уже две поездки на ИТЭР, и такие командировки будут продолжаться в ближайшие несколько лет.