Международный проект ITER преодолел ещё один важнейший этап строительства крупнейшего в мире экспериментального термоядерного реактора. На площадку комплекса на юге Франции доставили девятый, заключительный сектор вакуумной камеры токамака. Последний крупногабаритный компонент прибыл 2 октября 2026 года, и теперь на территории ITER находятся все основные элементы, необходимые для завершения сборки ядра установки.

Вакуумная камера станет одним из центральных элементов ITER: именно внутри неё будет удерживаться сверхгорячая плазма, в которой учёные намерены изучать управляемый термоядерный синтез. После сборки камера будет иметь внешний диаметр 19,4 метра и внутренний объём около 1400 м³. Её собственная масса составит приблизительно 5200 тонн, а после установки бланкета и дивертора вся конструкция будет весить порядка 8500 тонн. Доставка последнего сектора завершила многолетнюю международную программу производства одной из самых сложных частей ITER.

Девять огромных секций для сердца ITER

Вакуумная камера представляет собой герметичную двухстенную конструкцию из специальной нержавеющей стали. Она должна обеспечить необходимые условия для существования плазмы и одновременно выполнять функцию первого защитного барьера установки.

Внутри камеры в будущем будет находиться плазма объёмом примерно 840 м³. Для сравнения, по данным ITER, это примерно в шесть раз больше плазменного объёма крупнейших действующих сегодня токамаков.

Конструкцию разделили на девять клиновидных секторов. Изготовление пяти из них взяла на себя Европа, ещё четыре произвела Республика Корея. Отдельный сектор относится к категории чрезвычайно крупногабаритных грузов: масса таких элементов достигает примерно 440–500 тонн в зависимости от конфигурации и стадии подготовки.

Помимо создания вакуума, камера выполняет сразу несколько важных функций. Через её двойные стенки будет циркулировать охлаждающая вода, а вокруг конструкции размещается система мощных сверхпроводящих магнитов. Магнитное поле необходимо для управления плазмой и удержания её вдали от стенок камеры.

Последний сектор завершил 16-летний производственный этап

Заключительным на площадку ITER прибыл европейский сектор №2. Он покинул предприятие Westinghouse в итальянском Монфальконе 15 сентября 2026 года, после чего был доставлен морским и наземным транспортом во Францию. На площадку ITER компонент прибыл утром 2 октября.

Европейскую часть программы координировала организация Fusion for Energy (F4E). Производством занимался консорциум AMW, объединяющий Ansaldo Nucleare, Westinghouse Electric Company и Walter Tosto. В общей производственной цепочке участвовали как минимум 15 европейских компаний.

Масштаб работ хорошо показывают цифры. На изготовление пяти европейских секторов потребовалось свыше двух миллионов человеко-часов. Общая протяжённость выполненных при производстве сварных швов достигла примерно 750 километров. Весь путь от начала производственной программы до доставки последнего элемента занял около 16 лет.

При этом высокая сложность связана не только с размерами деталей. Для вакуумной камеры критически важна геометрическая точность: при сварке огромных металлических элементов неизбежно возникают деформации, которые необходимо прогнозировать и компенсировать. После объединения девяти секторов конструкция должна соответствовать очень жёстким требованиям к форме и расположению элементов.

Все компоненты ядра токамака собраны на одной площадке

Доставка сектора №2 имеет для проекта значение, выходящее далеко за рамки завершения производства самой вакуумной камеры. ITER официально сообщил, что теперь на площадке находятся все компоненты, необходимые для завершения основной части токамака.

В их число входят тороидальные и полоидальные магнитные катушки, корректирующие катушки, модули центрального соленоида, девять секторов вакуумной камеры, теплозащитные экраны и криостат. При этом речь идёт именно об основных компонентах ядра машины: часть оборудования, устанавливаемого непосредственно внутри камеры, включая дивертор и бланкет, рассматривается отдельно.

Таким образом, завершился ещё один продолжительный этап международной производственной программы, а основная работа постепенно смещается от изготовления и доставки уникальных компонентов к их монтажу, соединению и последующему вводу систем в эксплуатацию.

Что представляет собой ITER

ITER строится в Сен-Поль-ле-Дюранс на юге Франции и является крупнейшим в мире экспериментом в области магнитного удержания термоядерной плазмы. В основе установки лежит токамак — устройство с тороидальной вакуумной камерой, внутри которой плазма удерживается мощным магнитным полем.

Проект реализуется семью участниками: Европейским союзом, Китаем, Индией, Японией, Республикой Корея, Россией и США. Европа как принимающая сторона обеспечивает почти половину стоимости строительства, остальные участники распределяют между собой оставшуюся часть вклада.

Главная задача ITER — не выработка электроэнергии для энергосети. Это экспериментальная установка, на которой необходимо доказать возможность устойчивого получения значительного количества энергии от управляемого термоядерного синтеза и проверить технологии, необходимые для будущих энергетических реакторов.

Одна из ключевых целей проекта — получение около 500 МВт тепловой мощности термоядерной реакции при 50 МВт мощности, затрачиваемой непосредственно на нагрев плазмы. Таким образом, целевой коэффициент усиления мощности плазмы Q должен составить не менее 10. Также ITER рассчитан на демонстрацию длительных плазменных импульсов продолжительностью до 400 секунд.

Плазму предстоит нагревать до 150 миллионов градусов

Условия внутри ITER будут экстремальными. Для запуска реакции синтеза плазму планируется нагревать примерно до 150 млн °C — температуры, приблизительно в десять раз превышающей температуру в центре Солнца.

При таких температурах никакой обычный материал непосредственно удерживать плазму не способен. Поэтому она должна находиться в магнитной «ловушке», не соприкасаясь со стенками вакуумной камеры. Именно для этого ITER оснащается одной из крупнейших и сложнейших систем сверхпроводящих магнитов, когда-либо построенных человеком.

В качестве топлива на наиболее важных этапах экспериментов предполагается использовать изотопы водорода — дейтерий и тритий. Их ядра при слиянии образуют гелий и высвобождают значительное количество энергии.

ITER не запустят в 2039 году — исследовательская работа начнётся раньше

Сроки проекта неоднократно корректировались из-за технических сложностей, последствий пандемии COVID-19, необходимости ремонта отдельных компонентов и пересмотра последовательности сборки.

Согласно действующему плану ITER, закрытие криостата намечено на 2033 год, после чего в 2033–2034 годах должно пройти комплексное тестирование систем. Начало исследовательской эксплуатации — Start of Research Operation — запланировано на 2034 год. Выход на полную энергию магнитной системы ожидается в 2036 году.

А вот 2039 год относится к другому, значительно более важному этапу — началу экспериментов с дейтерий-тритиевой плазмой. Именно эта фаза должна приблизить ITER к демонстрации его главных проектных характеристик. По сравнению с прежним графиком начало дейтерий-тритиевой программы было перенесено примерно на четыре года.

При этом новый график предусматривает запуск исследований на более комплектной установке. Вместо сравнительно символического получения первой маломощной плазмы с последующей многолетней достройкой ITER планирует раньше установить больше критически важного оборудования и уже затем переходить к полноценной исследовательской программе.

Один из самых сложных международных научных проектов

Прибытие последнего сектора вакуумной камеры не означает завершения ITER — впереди остаётся огромный объём монтажных, сварочных, интеграционных и пусконаладочных работ. Однако этот этап имеет важное символическое и инженерное значение.

Первый сектор вакуумной камеры прибыл на площадку около шести лет назад. Теперь все девять элементов находятся во Франции, а производство последнего из них фактически завершило эпоху доставки крупнейших компонентов будущего токамака.

Проект остаётся уникальным не только из-за размеров установки. ITER объединяет промышленность, исследовательские центры и специалистов десятков стран, которым приходится совместно создавать оборудование, практически не имеющее серийных аналогов.

Теперь одна из важнейших задач — превратить доставленные со всего мира гигантские компоненты в единую работающую машину. Если ITER достигнет запланированных характеристик, полученные на нём результаты станут одной из ключевых технологических основ для следующего поколения экспериментальных и в перспективе коммерческих термоядерных установок.