Výzkum > Technologické experimentální okruhy > VA4 PFW

VA4 PFW

Technologie PFW – HELCZA

Popis aktivity

Testování materiálů vysokým tepelným tokem je přirozenou součástí vývoje materiálů použitelných v různých průmyslových odvětvích. Vývoj materiálů, které vydrží vysoké tepelné zatížení v mnoha cyklech, je nyní hlavní prioritou pro jejich využití v termojaderných reaktorech, jejichž prvním a nejočekávanějším prototypem bude reaktor ITER.

Popis zařízení


• Anotace

Zařízení HELCZA (High Energy Load Czech Assembly) je určeno pro testování komponent termojaderného reaktoru ITER, které budou ve styku s plazmatem. Jsou to především panely první stěny (PFW z anglického Primary First Wall), vnitřních divertorových terčů a Faradayových antén radiofrekvenčního ohřevu. Tyto testy vyžadují testování tepelným tokem v rozsahu 0,5 MW/m² až 40 MW/m². Pro představu, pokud byste ohřívali přibližně 10 litrů vody (uvažujme 10 kg vody) v hrnci o průměru dna 30 cm z teploty 0°C do bodu varu (pro jednoduchost 100 C), potom by vám 0,5 MW/m² ohřálo tuto vodu za necelé dvě minuty, pokud byste ohřívali s tepelným výkonem 40 MW/m², pak by voda do dvou sekund již vřela.
Materiály reaktoru ITER jsou navrženy tak, aby vydrželi tepelné zátěže běžného provozu tokamaku. V případě tepelného zatížení první stěny se bude jednat o intenzitě přibližně 3 MW/m² a v případě divertoru o maximálně výše zmiňovaných 40 MW/m². V samotném reaktoru budou tyto materiály vsazeny do modulů, se kterými bude možné samostatně manipulovat. Tyto moduly budou přímo vystaveny tepelnému a radiačnímu působení plazmatu, ze kterého bude teplo odváděné vodou pomocí soustavy chladicích kanálů. Zařízení HELCZA bude tyto moduly testovat pouze z hlediska cyklických zátěží tepelným tokem, který bude simulován elektronovým svazkem.


• Helzca ve výstavbě

• Typy experimentů

Zařízení HELCZA se staví jako momentálně jediné testovací zařízení, ve kterém bude možné provádět cyklické zátěžové tepelné testy modulů první stěny, které rozhodnou o tom, zda je vhodné testovaný modul instalovat do reaktoru ITER. Plocha největšího z těchto modulů je přibližně 1,6 x 1,0 m².
Část modulu první stěny vystavená působení plazmatu se skládá z dlaždic kovového berylia. Berylium je toxický kov, který může způsobit lidem vážné zdravotní komplikace. Z tohoto důvodu bude celé zařízení HELCZA umístěno ve speciální vestavěné laboratoři s vlastní vzduchovou filtrací. Filtrační jednotky budou nasávat vzduch a vytvářet trvalý podtlak v této laboratoři, aby se zamezilo šíření berylia do jiných prostor či životního prostředí. Přístup do laboratoře během testování vzorků obsahujících berylium bude probíhat v kontrolovaném režimu.