Ильдар Абдюханов: ВНИИНМ участвует в программе создания ITER по многим направлениям

Центр энергетической экспертизы, ОПУБЛИКОВАНО 13.10.2014

Ильдар Абдюханов, заместитель генерального директора ОАО "ВНИИНМ" им. А.А.Бочвара:

"Прежде всего необходимо отметить, что ВНИИНМ участвует в программе создания международного термоядерного реактора ИТЭР по многим направлениям.

Я могу подробно рассказать только о тех работах, которые ведутся в нашем отделении: разработка конструкций и технологий изготовления композиционных низкотемпературных единичных сверхпроводников (стрендов) на основе деформируемого сплава ниобий-титан и интерметаллического соединения Nb3Sn, научно-техническое сопровождение их выпуска на ОАО "ЧМЗ" и проведение верификационных испытаний.

Сверхпроводящие стренды используются для создания сверхпроводящих кабелей и проводников, из которых, в свою очередь, будет создана магнитная система реактора ИТЭР.

Сверхпроводящий стренд на основе соединения Nb3Sn представляет собой композиционную проволоку диаметром 0,82 мм и длиной до 32 км, содержащую по периферии слой высокочистой меди, занимающий примерно половину поперечного сечения, и внутренний керн, отделённый от медной периферии ниобиевым барьером с танталовыми вставками.

Внутри этого керна в матрице из высокооловянной легированной титаном бронзы определённым образом распределены 9540 ниобиевых волокон с размером поперечного сечения менее двух микрон.

После специальной реакционной термообработки ниобиевые волокна превратятся в интерметаллическое сверхпроводящее соединение Nb3Sn.

Также сложен и ниобий-титановый сверхпроводящий стренд: в композиционной проволоке, длина которой может достигать 52 км, при диаметре 0,73 мм, определённым образом распределено около 4500 волокон из сплава ниобий-титан, который при охлаждении до экстремально низких температур становится сверхпроводящим материалом.

Специалисты нашего отделения были ответственны за разработку конструкции и промышленно применимой технологии их изготовления, создание всех необходимых методик определения качества как исходных материалов, полуфабрикатов, так и самих готовых композиционных сверхпроводников.

Кроме того, мы отвечали за создание и технологическое сопровождение российского промышленного производства этих материалов в городе Глазове на "Чепецком механическом заводе". Совместно со специалистами ЧМЗ и специалистами ООО "ТВЭЛ" мы создавали это производство, начиная от написания технических заданий на те единицы по большей части уникального оборудования, которое необходимо для изготовления композиционных сверхпроводников, и кончая оформлением всех документов системы качества.

Объёмы, с которыми Россия участвует в создании магнитной системы ИТЭР, весьма значительны. Достаточно сказать, что примерно 20% всех сверхпроводящих материалов, из которых будет создана магнитная система международного термоядерного реактора - это наши сверхпроводящие материалы. Если говорить в абсолютных цифрах, то вклад России - это около 99 тонн ниобий-оловянных стрендов и более 120 тонн ниобий-титановых стрендов.

Подразделения нашего отделения заняты ещё в одном виде деятельности, которая является вкладом России в международный проект ИТЭР - это верификационные измерения.

Дело в том, что необходимо не только произвести сверхпроводящие материалы на заводе, но и необходимо доказать международной организации то, что это материал соответствующего качества.

Для этого применяется так называемый приём верификации, то есть часть приёмочных испытаний, которые проходят материалы на заводе-изготовителе, в обязательном порядке были повторены в какой-то из очень уважаемых и серьёзных лабораторий, занимающихся сверхпроводниками. Единственной такой лабораторией в России является наш институт, в частности, наше отделение.

Объём верификации сейчас составляет 25%, т.е. каждое четвёртое измерение ОТК мы перепроверяем, и только после нашей перепроверки Международное агентство разрешает использовать эти стренды в технологическом переделе по изготовлению проводников и катушек магнитной системы. Это ещё один очень важный наш вклад в работу ИТЭР, который, может быть, не столько научный, сколько очень ответственный.

Вообще говоря, во ВНИИНМ сверхпроводящими материалами, в том числе низкотемпературными, которые используются в ИТЭРе, занимаются с конца 1960-ых-начала 70-ых годов, то есть у нас накоплен большой опыт работ.

Необходимо отметить, что именно наш институт был разработчиком конструкций и технологий изготовления ниобий-титановых сверхпроводящих стрендов для первой в мире установки термоядерного синтеза со сверхпроводящей магнитной системой, так называемый Токамак Т-7, которая была создана в Курчатовском институте.

Более того, мы являлись разработчиками конструкций и технологий изготовления ниобий-оловянных стрендов для создания магнитной системы одной из первых в мире установок термоядерного синтеза на основе ниобий-оловянных сверхпроводников (Токамак Т-15, также созданный в НИЦ "КИ").

Поэтому наш институт и наши специалисты давно зарекомендовали себя как одни из ведущих экспертов, а институт был одним из ведущих разработчиков в области материалов для технической сверхпроводимости. Это было признано не только у нас в Советском Союзе, в России, но и за рубежом.

Представители международного агентства регулярно бывают на Чепецком заводе, и надо отметить, что они несколько раз уже признавали, что созданное в России производство является одним из лучших в мире. Были они и у нас в институте и тоже очень высоко оценили и нашу оснащённость, и ту работу, которую мы проводим.

Почему участие в проекте ИТЭР важно для нас? Дело в том, что участие в крупных международных проектах - это очень сильный импульс для развития собственных технологий, науки и промышленности.

Созданное промышленное производство, оснащённое современным оборудованием и укомплектованное высококвалифицированными кадрами, способными выпускать продукцию, отвечающую самым высоким международным требованиям, при соответствующей диверсификации может выйти на рынки коммерческих продуктов, в частности, рынок ниобий-титановых сверхпроводников для медицинских МРТ-томографов.

Такое оборудование очень необходимо России, но на сегодняшний день у нас пока нет собственного производства томографов. Тем не менее, на производственных мощностях, созданных для ИТЭРа, вполне под силу создать производство сверхпроводящих материалов для медицинских МРТ-томографов, в том числе и для тех, которые могут производиться в России.

Кроме того, участие в этом проекте дало возможность нам здесь во ВНИИНМ получить новые знания о сверхпроводящих материалах, о взаимосвязи их структуры и состава с эксплуатационными характеристиками.

Работая в этой программе, мы провели исследования разработанных сверхпроводников в широком интервале температур, магнитных полей, приложенных механических напряжений, что позволяет нам не только лучше понимать поведение наших (я имею в виду тех, которые мы сами сконструировали и изготовили) сверхпроводящих стрендов, но и помогать нашим коллегам, разрабатывающим какие-то сверхпроводящие изделия, понять, как будет вести себя сверхпроводящая магнитная система в реальных условиях эксплуатации.

Этот опыт позволил нам успешно разработать конструкции и технологии низкотемпературных стрендов, которые могут быть использованы и для других проектов, например, проектов ускорительной физики, таких проектов, как FAIR или "Ника".

Те наработки и технологические приемы, знания, которые мы освоили, позволяют нам разрабатывать конструкции изготовления других проводников, в том числе уже и не таких низкотемпературных, таких как, например, диборид магния. Поэтому участие в подобного рода проектах очень важно - это как импульс, который позволяет выйти на новый развития.

Участие российских атомщиков важно для проекта ИТЭР, потому что всё-таки 20% магнитной системы - это наши сверхпроводники. На сегодняшний день они показывают очень хорошие результаты, и Россия выполняет свои обязательства по поставке сверхпроводников точно в срок".

Ключевые слова: ITER, Мнения

---

Другие новости:

НИАЭП-АСЭ объединяется с московским "Атомэнергопроектом"

Марат Мустафин освобождён от должности.

Запуск ITER может быть отложен ещё на два-три года

Отстают США и Евросоюз.

Нижняя палата парламента Франции приняла закон о снижении доли атома

50% к 2025 году.

---

---

---

---

---

Поиск по сайту: