?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Сегодня на московском авиакосмическом салоне совершенно случайно наткнулся на элемент ИТЭР

(без названия)

Эта незврачная железяка - технологический макет первой стенки ИТЭР. Здесь отрабатываются пайка бериллиевых плиток на медное основание.

Что вообще такое первая стенка? Это самая высоконагруженная деталь термоядерного реактора. На каждую такую маленькую плиточку будет приходится киловатт излучения от ИК до УФ (для рентгена и гамма-излучения берилий прозрачен), через него будет идти нейтронный поток мощностью в 120 ватт. В этот бериллий будет прилетать быстрая плазма, на него будут действовать мощные электромеханические усилия.


Конструкция панели первой стенки. Бериллий здесь - зеленое, почти не виден.

При таких тепловых, механический, нейтронных нагрузках присоединение берилия к теплоотводящей меди (на самом деле там не совсем медь, а хромистая бронза, но для простоты пусть будет медь) очень важно выполнить правильно, что бы не собирать потом эти плитки по всему токамаку.


Проектное изображение панели ПС. Задняя деталь выполнена из нержавеющей стали, и она полая, в ней циркурирует охлаждающая вода под давленим.

Именно для отработки этого спая изготовитель 40% панелей первых стенок ИТЭР - питерский НИИЭФА обратился в "Композит", находящийся в подмосковном Королеве и имеющем большой опыт работы с бериллием. Они выполнили несколько пробных вакуумных паек таких макетов и передали их для механических и тепловых испытаний в НИИЭФА

(без названия)
Срез макета. Серый - бериллий на слое припоя, ниже - медь, соединенная с основанием из нержавеющей стали сваркой взрывом.

Вообще говоря, плитки, что мы видим здесь нештатные - штатные должны быть больше по размерам, но такой же толщины. Когда разработка первой стенки будет завершена, именно "Композит" скорее всего займется изготовлением десятков тысяч одинаковых плиток из бериллия, которые в когда-то окажутся ближе всего к термоядерной плазме ИТЭР.

Comments

( 26 comments — Leave a comment )
vit_r
Aug. 26th, 2015 09:53 pm (UTC)
Бериллий в стране ещё производится, или надо за рубежом закупать?
suvorow_
Aug. 27th, 2015 06:10 am (UTC)
Совсем же недавно было сообщение о начале производства бериллия в России.
В советское время весь бериллий производился в Усть-Каменогорске.
fomik
Aug. 27th, 2015 06:23 am (UTC)
Вот есть видео из программы "Горизонты атома", там рассказывается как у нас бериллий производят - https://youtu.be/luzDZKIbl9M
kudryash_ka
Aug. 26th, 2015 10:30 pm (UTC)
Вы уверенны что именно "Композит" выполнял пайку?
Имею некоторое отношение к оборудованию с помощью которого выполняется пайка в самом НИИЭФА.
Сейчас здесь применяется индукционный нагрев (вначале планировался резистивный). Причем индуктор находится в вакуумной камере, а блок согласования и транзисторный генератор (100кВт) с системой контроля и записи температуры находятся снаружи. Кстати, на самой нижней фотографии видны отверстия диаметром 1мм под термопары. На данный момент отработана технология пайки одного пальца. Работы по отработке технологии пайки других пальцев запланированы на 15-16 года. Большая сложность в этой работе заключается в жестком контроле режима нагрева (медленный нагрев, выдержка, быстрый нагрев до температуры пайки) и относительно малым разбросом температуры. Плюс к этому один вариант пальца - один индуктор, а это расчеты, моделирование, эксперименты... К тому же машина международного проекта жутко неповоротлива - около двух лет потребовалось что бы изменить конструкцию струбцин, прижимающих пластинки во время пайки (след от них виден на верхней фотографии на пластинках). Впрочем я даже не уверен что сейчас их изменили.

ps изображение с тепловизора при отработке нагрева пальца. вертикальные горячие линии - цилиндры струбцин. Холодная горизонтальная полоса - индуктор. Сам палец и пластины почти не видно.
IR_0309111.jpg

pps тк бериллий токсичен при отработке технологий используется его "макет"

Edited at 2015-08-26 10:33 pm (UTC)
tnenergy
Aug. 27th, 2015 06:33 am (UTC)
>Вы уверенны что именно "Композит" выполнял пайку?

Так говорили представители "Композита". С одной стороны я знаю, что печка для пайки скорее всего есть только в НИИЭФА, с другой стороны - а как бы потом макет попал обратно в "Композит"?

>pps тк бериллий токсичен при отработке технологий используется его "макет"

На этом стенде "Композита" было дофига берриллия. Так-то он более менее безопасен, если в руки не брать и шкуркой не тереть. Интересно, чем его можно заменить при пайке.

P.S. спасибо за интересный комментарий.
kudryash_ka
Aug. 27th, 2015 03:11 pm (UTC)
Вместо бериллия у нас были пластинки молибдена. Вполне допускаю что работы по пайке пальцев распаралелены.

ps спасибо за интересный журнал)
roman_pekhov
Aug. 27th, 2015 12:10 am (UTC)
На первой фотографии на табличке надпись: «выполнен из бериллия в виде плиток 8 × 16 × 50 мм». Эти размеры вопиюще противоречат тому, что видят глаза.
tnenergy
Aug. 27th, 2015 06:34 am (UTC)
Плитки 16х16х8, зазор 1 мм. Составители таблички креативны, да.
roman_pekhov
Aug. 27th, 2015 05:18 pm (UTC)
Эти ребята позволяют себе так чудить, когда пишут табличку. А что они себе позволяют, когда паяют? Начинаю ждать неприятных сюрпризов от первой стенки.
tnenergy
Aug. 29th, 2015 10:37 am (UTC)
Эти ребята тупо плитки из бериллия делают, не более того. Довольно узкая ответственность и до реального изделия несколько слоев контроля. Причем, подозреваю, что настраивают станок и рисуют таблички для выставки соовсем разные люди.
ardelfi
Aug. 27th, 2015 05:07 am (UTC)
Непонятно как паяли, в результате чего получилась такая сложная поверхность (последнее фото).
tnenergy
Aug. 27th, 2015 06:30 am (UTC)
Где сложная, в каком месте?
ardelfi
Aug. 27th, 2015 07:18 am (UTC)
Нижнее фото, медного цвета материал между бериллиевыми плитками и основой с зубчатым краем -- волнистые разводы, похоже на результат плавления. Но почему волнистые?
tnenergy
Aug. 27th, 2015 07:37 am (UTC)
Медь и нержавейка соединяются сваркой взрывом. Такое волнистое соединение как раз характерно для этого метода. Я так думаю, это застывшая неустойчивость Релея-Тейлора.

Edited at 2015-08-27 07:38 am (UTC)
tnenergy
Aug. 27th, 2015 07:53 am (UTC)
Еще раз перечитал, понял, что не на то ответил. Это просто припой растекается по медной поверхности.
antoschka_smtrt
Aug. 29th, 2015 09:05 am (UTC)
Заодно ответили на незаданный вопрос ;)
limachko
Aug. 27th, 2015 05:20 am (UTC)
а снимать такую энергию никак не предполагается?
tnenergy
Aug. 27th, 2015 06:29 am (UTC)
Только в охлаждающую воду (до гигаватта).
limachko
Aug. 29th, 2015 09:53 am (UTC)
а вода как охлаждается? через турбины или сразу в градирню?
tnenergy
Aug. 29th, 2015 10:34 am (UTC)
В градирни. В силу того, что создателям токамака удобнее иметь "горячий конец" не выше 300 С и принципиально импульсной работы ИТЭР (100-700 секундные запуски раз в полчаса, 16 часов в сутки, 8 часов в сутки - восстановление крио, вакуума, калибровка и мелкие ремонты).
Евгений Заморников
Aug. 31st, 2015 02:47 pm (UTC)
А до каких температур в проекте предполагается нагрев поверхности беррилия? и далее по схеме - может есть какие-то картинки с гридиентами...
PS спасибо за интересный журнал )
tnenergy
Aug. 31st, 2015 07:31 pm (UTC)
Судя по вот этому http://vant.iterru.ru/vant_2013_1/2.pdf - максимальная температура составит 389 С. Где-то там в статье есть и картинки и ограничения по температуре бериллия.

P.S. Пожалуйста, жалко что мало времени на то, что бы описать все то, что хочется.
rrr2
Sep. 2nd, 2015 03:00 pm (UTC)
А какой срок службы ожидается от такого элемента?
tnenergy
Sep. 2nd, 2015 07:52 pm (UTC)
Пока хотят достичь срока службы в 5 лет или ~5000 плазменных выстрелов.
rrr2
Sep. 2nd, 2015 07:54 pm (UTC)
Спасибо. Это совсем немало, с учетом такого потока нейтронов.
( 26 comments — Leave a comment )

Profile

tnenergy
Ядерная энергия

Latest Month

December 2017
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      
Powered by LiveJournal.com