決定將已經安裝在機坑中的模塊抬起并拆卸,以便進行維修(圖片來源:ITER)
ITER 總干事 Pietro Barabaschi 說:“如果說這種情況有什么好處的話,那就是它正在發生,我們可以解決它。我們在處理 ITER 的第一個問題時獲得的專業知識-同類組件將在他們啟動自己的聚變事業時為他人服務。作為一個獨特而雄心勃勃的研究基礎設施,ITER 的性質和使命是在建設過程中經歷一系列挑戰和挫折。因此,我們的任務和責任是及時通知參與的科學界,以便他們在處理相同類型的集會時采取預防措施。”
ITER 是在法國 Cadarache 建造托卡馬克聚變裝置的重大國際項目,旨在證明聚變作為大規模無碳能源的可行性。ITER 的目標是以 500 MW(至少連續 400 秒)運行,輸入 50 MW 等離子加熱功率。看來運行中可能需要額外的 300 MWe 電力輸入。ITER 不會發電。
35 個國家正在合作建設 ITER - 歐盟貢獻了近一半的建設成本,而其他六個成員(中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國)對其余部分的貢獻相同. 建設于 2010 年開始,ITER 委員會于 2016 年將最初的 2018 年首次等離子體目標日期推遲到 2025 年。
真空容器隔熱板厚約 20 毫米,有助于隔離在 4K 或負 269°C 下運行的超導磁體系統。ITER 表示,2021 年 11 月的氦氣測試檢測到 2020 年交付的真空容器隔熱罩的一個元件發生泄漏。發現原因是冷卻液管道彎曲和焊接到隔熱罩面板造成的應力“由于管道焊縫附近的一些小區域存在氯殘留,化學反應緩慢”。
ITER 說,這導致了“應力腐蝕開裂”,“隨著時間的推移,管道中出現了深達 2.2 毫米的裂紋”。
隔熱板表面焊接了總長約 23 公里的管道。在這張照片中清晰可見真空容器隔熱板上的管道示例,其中顯示了預組裝工具中的真空容器模塊(圖片來源:ITER)
調查技術(高分辨率 CT 掃描、掃描電子顯微鏡、能量色散 X 射線光譜儀和金相觀察)揭示了熱屏蔽冷卻管中的裂紋,如圖中所示,深 2.2 毫米,橫跨管道的整個寬度(圖片來源:ITER)
雖然這可能是一次性問題,但它也可能影響所有隔熱罩組件,Barabaschi 說他們不得不假設這是一個更廣泛的問題,并解釋說:“風險太高,隔熱罩泄漏的后果操作期間的面板太可怕了。”
他表示,修復坑內組裝模塊的問題太難了,所以“我們必須將安裝好的模塊抬出并拆解才能進行維修。我們正在探索不同的可能性,從現場從修理到在外部設施中重新制造,可能使用不同的管道附件選項。”
ITER 解釋說,真空容器部門發現的問題是,當組件的四個單獨部分焊接在一起時,“與組件外殼不同位置的標稱尺寸的偏差比規定的限制更大”。“這些尺寸不合格改變了將扇區焊接在一起的現場接頭的幾何形狀,從而影響了定制自動化焊接工具的使用和操作。”
本來有計劃在裝配坑修復這個問題,但是Barabaschi說“熱屏蔽問題現在改變了看法......因為我們需要拆卸模塊來修復熱屏蔽管道,是否修復的問題坑中的真空容器部分變得無關緊要。我們別無選擇,只能將其移除”。
目前正在完善維修策略,評估對時間和成本的影響,并擱置真空容器組裝。ITER 在 7 月告訴世界核新聞,它已經在計劃修改其時間表,最近的時間表是 2025 年首次等離子體和 2035 年開始氘-氚運行。對時間的修改部分歸咎于2019冠狀病毒病大流行。長期擔任該項目總干事的 Bernard Bigot 于 5 月去世,據說修改要到 2023 年 4 月才能達成一致——以便有時間任命新總干事并決定修改時間表。
由參與 ITER 項目的國家代表組成的 ITER 理事會于 11 月 16 日至 17 日以混合形式召開會議(上圖由 ITER 提供),并敦促盡快開始必要的維修工作。該委員會還敦促“ITER 組織和國內機構共同努力,確保在整個項目范圍內建立適當的質量文化,以防止此類問題再次發生”。ITER表示,理事會成員還重申了他們對ITER任務價值的堅定信念,并決心共同努力尋找及時的解決方案,以促進ITER的成功。