Россия завершила квалификационные испытания вольфрамового покрытия первой стенки ИТЭР, продвигая разработку ключевых компонентов международного термоядерного синтеза

Предприятие Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом»——Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры имени Д. В. Ефремова (НИИЭФА) — недавно успешно завершило этап квалификационных испытаний вольфрамового материала для покрытия первой стенки Международного экспериментального термоядерного реактора (ИТЭР). Целью данных испытаний являлась проверка осуществимости выбранного технического решения. Команда специалистов выполнила вакуумную быструю пайку вольфрамового покрытия, роботизированный ультразвуковой контроль, а также строгие испытания на термоциклирование, заложив прочную основу для последующего серийного производства ключевых компонентов.

Покрытие первой стенки, являясь физической границей между раскалённой плазмой и основным оборудованием реактора в токамаке, должно обеспечивать защиту оборудования от бомбардировки высокоэнергетическими частицами и одновременно эффективный отвод тепла. В связи с произведённой ранее в рамках проекта ИТЭР важной технической корректировкой, предусматривающей замену материала покрытия первой стенки с бериллия на вольфрам, российская научная команда успешно преодолела производственные и технологические вызовы, связанные с новым материалом, и завершила полную модернизацию и перестройку всей производственной и контрольно-измерительной системы.

По оценке руководителя Российского центра проекта ИТЭР Анатолия Красильникова, это одна из наиболее значимых научно-исследовательских и инженерных испытательных работ, проведённых Россией для проекта ИТЭР в текущем году. Результаты испытаний не только подтвердили правильность технического подхода, но и продемонстрировали исключительно высокую инженерно-исполнительскую способность команды, обеспечив плавный переход данного ключевого компонента от научно-исследовательской разработки к промышленному производству.

В части технических деталей: для того чтобы одновременно обеспечить прочностные характеристики медного сплава и эффективность теплопередачи вольфрам-медной конструкции, институт применил уникальную технологию вакуумной быстрой пайки. В ходе данной квалификационной аттестации опытный образец с конфигурацией охлаждения “плоский канал” успешно выдержал на тепловом стенде испытание в 10 000 тепловых импульсов с плотностью мощности до 3 МВт/м². На последующем этапе команда перейдёт к более сложной структуре охлаждения “гипервапотрон” (Hypervapotron) и поставит задачу достижения более высокой тепловой нагрузки в 5 МВт/м².

Согласно плану, научно-исследовательские и проектно-конструкторские работы по квалификационной аттестации вольфрамового покрытия первой стенки продлятся до 2028 года, после чего будет осуществлён официальный переход к полномасштабному серийному производству покрытия панелей первой стенки ИТЭР. Являясь важным участником проекта ИТЭР, Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом» и её подведомственные научные организации продолжают оптимизировать производственные процессы, обеспечивая высококачественный материальный вклад в этот крупнейший в мире международный мегасайенс-проект в области термоядерного синтеза.