Europa ukończyła budowę jednego z najważniejszych elementów reaktora ITER

Marcin Karwowski
07-10-2026 06:00 Aktualizacja: 07-10-2026 08:20
Europa ukończyła budowę jednego z najważniejszych elementów reaktora ITER
Transport ostatniego sektora komory próżniowej do tokamaka ITER. Fot. Westinghouse

Europa zakończyła jeden z ważniejszych etapów budowy reaktora termojądrowego ITER. Do francuskiego Cadarache trafił ostatni wyprodukowany w Europie sektor komory próżniowej, która po złożeniu będzie ważyć ok. 5,2 tys. ton. Wyjaśniamy, z czego składa się komora i do czego służy.

ITER to największy na świecie międzynarodowy eksperyment w dziedzinie syntezy jądrowej. Na plac budowy dotarł właśnie ostatni z pięciu europejskich sektorów jego komory próżniowej. Operację przeprowadziła agencja Fusion for Energy (F4E) wraz z konsorcjum złożonym z Ansaldo Nucleare, Westinghouse Electric Company i Walter Tosto. Komponent opuścił zakład Westinghouse w Monfalcone we Włoszech i został przetransportowany przez firmę Daher do ośrodka ITER we francuskim Cadarache. Jego dostawa zamyka trwający 16 lat proces produkcji europejskiej części komory.

Przy produkcji bezpośrednio pracowało ponad 150 specjalistów z co najmniej 15 europejskich firm.

REKLAMA
REKLAMA

Europejski wkład w ITER stanowi blisko połowę projektu. Jak deklaruje Fusion for Energy, w trakcie prac udało się stworzyć pierwszy w swoim rodzaju łańcuch dostaw, oparty na specjalistycznej wiedzy i zdolności do produkcji złożonych komponentów dla przyszłych reaktorów termojądrowych.

W trakcie projektu rozwijano też nowe procedury. F4E wykorzystała m.in. sztuczną inteligencję do weryfikacji danych zbieranych przez zespoły techniczne w fabrykach.

 

Segment komory próżniowej reaktora ITER
Segment komory próżniowej. Fot. Westinghouse

Z czego składa się komora reaktora?

Dostarczony element jest częścią komory próżniowej, niezbędnej do działania reaktora ITER. To masywny, dwuścienny zbiornik ze stali nierdzewnej, w którym będzie zachodzić synteza jądrowa.

Komora zapewni wewnątrz wysoką próżnię, chroniąc plazmę przed powietrzem, pyłem i innymi zanieczyszczeniami. Otoczą ją silne magnesy nadprzewodzące, dzięki którym plazma nie będzie stykać się ze ścianami. Komora składa się z dziewięciu sektorów, a każdy z nich z czterech segmentów. Pięć sektorów powstało w Europie, a cztery w Korei Południowej. Wszystkie europejskie segmenty wyprodukowano we Włoszech, w Monfalcone lub Chieti. Gotowe sektory trafiały do ośrodka ITER drogą morską, a następnie lądową. Produkcja europejskiej części zajęła ponad 2 mln roboczogodzin i wymagała wykonania ponad 750 km spoin.

Po połączeniu konstrukcja będzie miała 19,4 m średnicy zewnętrznej i 11,4 m wysokości, a jej masa wyniesie ok. 5,2 tys. ton. Producenci musieli spełnić wymagania francuskiego dozoru jądrowego, który nadzorował kwestie bezpieczeństwa.

Cel i harmonogram ITER

ITER nie będzie produkować energii elektrycznej. To urządzenie badawcze, które ma udowodnić, że synteza jądrowa może być źródłem energii na skalę przemysłową. Głównym celem jest uzyskanie 500 MW mocy termojądrowej przy 50 MW mocy wprowadzonej do podgrzania plazmy, czyli dziesięciokrotnego zysku energii. Doświadczenia z ITER posłużą do budowy kolejnej generacji urządzeń, które będą już wytwarzać prąd.

Zgodnie z obecnym harmonogramem, przyjętym w 2024 r., badania w ITER mają ruszyć w 2034 r. W pierwszej fazie będą prowadzone na plazmie wodorowej i deuterowej. Pełną energię magnetyczną urządzenie ma osiągnąć w 2036 r. Eksperymenty z mieszanką deuteru i trytu, czyli paliwem docelowych elektrowni termojądrowych, zaplanowano na 2039 r.

Tokamak a stellarator

W reaktorze termojądrowym lekkie jądra atomowe łączą się w gorącej plazmie, co uwalnia ogromne ilości energii. ITER będzie największym na świecie eksperymentalnym reaktorem termojądrowym typu tokamak. Nazwa ta pochodzi od rosyjskiego skrótu oznaczającego „toroidalną komorę z cewkami magnetycznymi”, ponieważ koncepcja powstała w ZSRR w latach 50. XX wieku. W tokamaku plazma jest utrzymywana za pomocą pola magnetycznego w komorze w kształcie torusa (obwarzanka). Podczas eksperymentów w ITER będzie można zmieniać kształt plazmy, sposób jej podgrzewania, konfigurację pól magnetycznych i układ odprowadzania energii. Naukowcy sprawdzą, jak te zmiany wpływają na stabilność plazmy i obciążenie ścian.

Alternatywą są stellaratory. Ich nazwa pochodzi od łacińskiego słowa stella, czyli gwiazda. Komora, w której utrzymywana jest plazma, ma kształt wielokrotnie skręconego torusa. Wokół niej umieszcza się cewki nadprzewodzące, chłodzone ciekłym helem do temperatury bliskiej zera bezwzględnego. Cewki nie mają jednolitego kształtu, bo każda jest dopasowana do fragmentu komory, przy którym się znajduje. Wytwarzają one skręcone pole magnetyczne, które utrzymuje plazmę z dala od ścian komory.

Oba rozwiązania różnią się przede wszystkim sposobem wytwarzania pola magnetycznego. W tokamaku pole tworzą częściowo cewki zewnętrzne, a częściowo silny prąd płynący w samej plazmie, indukowany przez centralny solenoid. Taki prąd nie może płynąć bez końca, dlatego tokamak pracuje impulsowo. Prąd w plazmie może też prowadzić do nagłej utraty jej stabilności, tzw. dysrupcji, która mocno obciąża konstrukcję urządzenia.

W stellaratorze całe pole wytwarzają zewnętrzne cewki, więc prąd w plazmie nie jest potrzebny. Dzięki temu stellarator może działać w sposób ciągły, a plazma jest stabilniejsza. Ceną jest bardzo skomplikowany kształt cewek: ich projektowanie wymaga obliczeń na superkomputerach, a produkcja – ogromnej precyzji. Tokamaki są prostsze w budowie i znacznie lepiej przebadane, dlatego to na tej koncepcji oparto ITER. Największym działającym stellaratorem jest niemiecki Wendelstein 7-X w Greifswaldzie.

Więcej o stellaratorach można przeczytać w artykule „Google inwestuje w sztuczne słońce. Chce nim zasilić sztuczną inteligencję”.

Marcin Karwowski

marcin.karwowski@gramwzielone.pl

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.