Лаборатория NBTF в рамках поддержки ИТЭР
Я уже не раз писал про довольно большой лабораторный комплекс NBTF для отработки элементов нейтрального инжектора луча.
Напомню, что NBTF содержит два стенда - SPIDER для отработки сильноточного источника отрицательных ионов, и MITICA, где к источнику ионов добавится электростатический ускоритель до 1 мегавольта, нейтрализатор и поглотитель остаточных ионов, т.е. фактически это будет полноценный инжектор нейтрального луча ИТЭР. Оба стенда требуют серьезной системы охлаждения (на 5 и 50 мегаватт отводимого тепла), сверхнавороченные системы электропитания (см. статью про NBI для подробностей) и вакуума.
Европейское агенство F4E выложило интересные фотографии лаборатории, давайте взглянем:
Общий вид лаборатории. Слева половина со стендом MITICA, справа - со стендом SPIDER.
Трансформаторные ячейки. Дальний довольно интересный - это изолирующий транс платформы ISEPS, вывешенней на потенциал -100 киловольт. С помощью этого трансформатора туда передается питание.
Там это питание выпрямляется и питает комплекс устройств ISEPS (обзорная статья), которые нужны для создания 40 ампер отрицательных ионов. Зачем надо распологать этот немаленький комплекс на потенциале -100 кВ? Дело в том, что в NBI ионы вытягиваются и разгоняются электростатически, от потенциала -1000 кВ к потенциалу 0 (т.е. к земле). Ну или с точки зрения ионов - от потенциала 0 к потенциалу +1000 кВ. Значит все, что относится к источнику ионов должно быть смещено электрически относительно земли. Это сделано путем расположения ISEPS на высоковольтной платформе, в случае SPIDER вот такой:
Внутри здания уже идет сборка самого SPIDER
Он находится в сталебетонном бункере биозащиты - в работе 4 мегаватта протонов или дейтронов с энергией 100 кЭв создают мощнейший поток рентгеновского излучения.
Внутри бункера расположен вакуумный корпус SPIDER.
Пока внутри стоит только медная конструкция, куда приходит луч - калориметр.
Однако весной ожидается начало сборки источника ионов а к осени - и старт приемки стенда.
Кстати, тут видны трубы системы охлаждения SPIDER и электрооборудование этой системы.
В другой части NBTF сооружается стенд MITICA и его высоковольтная система
Вакуумный корпус MITICA размером с хороший автобус встанет на эти опоры.
В другую сторону. Здесь тоже возводится биозащита. Это помещение дает хорошее представление о масштабах ИТЭР, где 3 ячейки NBI будут занимать 1/5 двух этажей.
Отверстие в биозащите будет использоваться для выкатки задней стенки MITICA для доступа к источнику ионов.
А соседнее помещение с основным холлом предназначено для высоковольтной платформы. Здесь набор источников питания для генерации отрицательных ионов ISEPS стенда MITICA будет поднят на высоту 6 метров и на опущен на -1000 киловольт. Кстати, для питания ISEPS придется использовать уникальный трансформатор с изоляцией в 1 мегавольт и проходным изолятором высотой 14 метров.
Изолированная клетка фарадея на -1 мегавольт с ISEPS внутри будет изготавливаться Siemens
Эта платформа образует самый отрицательный конец инжектора нейтралов, где генерируются отрицательные ионы. Дальше они разгоняются через 5 сеток, каждая из которых имеет потенциал на 200 киловольт меньше. Для каждой сетки, соотвественно делается свой источник питания, всего их 5. Высоковольтные провода от источников и платформы ISEPS пойдут в 1,5 метровой трубе, наполненной SF6, которую уложат в каньоне (на картинках выше он хорошо виден)
Картинка со звездочкой - электрическая схема высоковольтных источников NBI. Слева 5 преобразователей от -1000 до 0 вольт, справа - платформа ISEPS, снизу высоковольтная труба.
Вид высоковольтного холла и мест для 5 высоковольтных источников энергии для ускорителя.