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Jun 06, 2023

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Presseinformationen TEILEN ･ Alle fünf bestellten TF-Spulen sind nun fertiggestellt, die letzte Einheit soll noch in diesem Monat vom Hafen Kobe verschifft werden. ･ Beitrag zur Realisierung der Fusionsenergie

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･ Alle fünf bestellten TF-Spulen sind nun fertiggestellt, die letzte Einheit soll noch in diesem Monat vom Hafen Kobe aus verschifft werden. ･ Beitrag zur Realisierung der Fusionsenergie durch Entwicklung von ITER-Kernkomponenten wie Umlenkern und Unterstützung bei Design und Entwicklung Prototypen von Fusionsreaktoren.

Fertiggestellte letzte TF-Spuleneinheit

Tokio, 24. August 2023 – Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (MHI) hat die Herstellung der letzten toroidalen Feldspule (TF) abgeschlossen, die von Japans National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology (QST) für das experimentelle Fusionsprojekt ITER bestellt wurde Reaktor, der derzeit in Saint-Paul-lès-Durance in Südfrankreich gebaut wird. Japan ist für die Herstellung von neun der insgesamt 19 TF-Spulen für ITER verantwortlich, wobei MHI die Produktion von fünf Spulen übernahm.

Die TF-Spulen für ITER sind massive supraleitende Spulen mit einer Höhe von 16,5 Metern und einer Breite von 9 Metern und einem Bruttogewicht von jeweils 300 Tonnen. Sie erfordern eine Fertigungsgenauigkeit von weniger als 0,01 %, um eine Fusionsreaktion im Reaktor auszulösen. MHI stellte im Januar 2020 die weltweit erste TF-Spule für ITER fertig und bündelte dabei sein umfangreiches Wissen, das es im Laufe der Jahre über Massenproduktionstechnologien für Produkte mit einem hohen Herstellungsschwierigkeitsgrad aufgebaut hat. Die vier bereits fertiggestellten TF-Spulen wurden sukzessive vom Hafen Kobe nach Südfrankreich verschifft und werden auf der Baustelle installiert. Die Auslieferung dieser neuesten Einheit aus Kobe ist für diesen Monat geplant.

Zusätzlich zu den TF-Spulen arbeitet MHI auch an der Entwicklung und Herstellung anderer Kernkomponenten, einschließlich des Divertors (Anmerkung 1) und des äquatorialen EC-Trägers (Anmerkung 2). MHI wird weiterhin zur Verwirklichung der Fusionsenergie beitragen, indem es den Entwurf und die Entwicklung der Fusions-Prototypenreaktoren, deren Bau im Anschluss an das ITER-Projekt geplant ist, aktiv unterstützt.

Versand der endgültigen TF-Spule

Installation am Reaktorstandort (© ITER Organization)

Hintergrund des Projekts

Das ITER-Projekt ist ein internationales Megaprojekt, das darauf abzielt, die Realisierung der Fusionsenergie sowohl wissenschaftlich als auch technologisch zu demonstrieren (Anmerkung 3). Sieben Parteien nehmen daran teil (Japan, die EU, die USA, Russland, Südkorea, China und Indien). Der Bau von ITER ist in Saint-Paul-lès-Durance, Frankreich, im Gange. Japan spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung und Herstellung der Kernkomponenten von ITER, einschließlich der TF-Spulen. QST überwacht als von der japanischen Regierung benannte Inlandsagentur für ITER Japan für das ITER-Projekt die Beschaffung dieser Komponenten.

Die supraleitenden TF-Spulen von ITER sind D-förmig, etwa 16,5 m hoch, 9 m breit und wiegen etwa 300 Tonnen. Achtzehn TF-Spulen werden den Vakuumgefäßbehälter umgeben und ein starkes Magnetfeld (maximal 12 Tesla) erzeugen, um Hochtemperaturplasma mit hoher Dichte im Gefäß einzuschließen. Das ITER-Projekt erfordert insgesamt 19 TF-Spulen (einschließlich einer Ersatzspule). Neun werden in Japan hergestellt (einschließlich des Ersatzteils) und zehn in Europa. Die Innenspulenstrukturen für alle 19 TF-Spulen werden im Futami-Werk von MHI hergestellt. Die Mitsubishi Electric Corporation fertigt die supraleitenden Niob-Zinn (Nb3Sn)-Wicklungspakete für die fünf TF-Spulen (einschließlich der Ersatzspulen), die in Japan gebaut werden, während die Außenspulenstrukturen in Südkorea hergestellt werden und die Endmontage im Futami-Werk erfolgt.

Bedeutung dieser neuesten Errungenschaft

Um das Plasma im ITER einzuschließen, ist ein hochpräzises, starkes Magnetfeld (12 Tesla) erforderlich, was die Entwicklung beispiellos großer supraleitender Spulen mit Niob-Zinn-Leitern erforderlich macht. Um die Supraleitung aufrechtzuerhalten, müssen die Spulen bei kryogenen Temperaturen von minus 269 °C funktionieren können, was die Entwicklung spezieller Edelstahl-Strukturmaterialien erforderte, die diesen niedrigen Temperaturen standhalten können, sowie der gesamten erforderlichen Fertigungstechnologie. Es gab nicht nur keinen Präzedenzfall für Spulen dieser unübertroffenen Größenordnung, sondern auch die Maßtoleranzen der Wicklungen und Spulen erforderten eine hohe Präzision von weniger als 0,01 %.

QST begann 2005 mit der Forschung und Entwicklung für die TF-Spulenherstellungstechnologie und MHI begann 2012 mit der Herstellung. In Zusammenarbeit entwickelten QST und MHI hochpräzise Technologie zum Wickeln von Niob-Zinn-Leitern sowie langlebige Strukturmaterialien aus speziellem Edelstahl Stahl, der kryogenen Temperaturen standhalten kann. Um die Herstellungsmethoden zur Unterdrückung von durch Schweißen verursachten Verformungen zu bestimmen, wurden außerdem Parametertests durchgeführt und die Schweißnähte anhand von Miniatur- und Originalproben überprüft. Dies bildete die Grundlage für die grundlegenden Technologien, die an die Materialeigenschaften angepasst sind, einschließlich fortschrittlicher Schweißverfahren und Bearbeitungstechniken. Letztendlich konnte MHI die strengen Anforderungen erfüllen, die für ITER gestellt wurden.

Die Mitsubishi Heavy Industries (MHI) Group ist einer der weltweit führenden Industriekonzerne in den Bereichen Energie, intelligente Infrastruktur, Industriemaschinen, Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung. Die MHI Group kombiniert Spitzentechnologie mit umfassender Erfahrung, um innovative, integrierte Lösungen zu liefern, die dazu beitragen, eine CO2-neutrale Welt zu verwirklichen, die Lebensqualität zu verbessern und eine sicherere Welt zu gewährleisten. Für weitere Informationen besuchen Sie bitte www.mhi.com oder verfolgen Sie unsere Einblicke und Geschichten auf spectra.mhi.com.