ITER projekt – základové konštrukcie podpierajúce tokamak
ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) je najväčší experimentálny fúzny reaktor na svete, ktorý je v súčasnosti vo výstavbe, a nachádza sa v oblasti Cadarache na juhu Francúzska. Je to jeden z najnáročnejších vedeckých projektov dnešných čias a spája národy po celom svete v záujme spútať nukleárnu fúziu pre komerčné účely a riešiť tak stále rastúci svetový dopyt po elektrickej energii.
ITER tiež znamená v latinčine cesta. Je to vedecký experiment veľkej mierky, ktorý ma demonštrovať, že jadrová fúzia je pre komerčné účely uskutočnitelná a využiteľná. Cieľom tohto projektu je nielen demonštrovať jeho uskutočniteľnosť, ale aj bezpečnosť a nízku záťaž pre životné prostredie pri dosiaľ nevídanej efektívnosti z hľadiska produkcie energie. Komplex ITER pozostáva z takmer štyriciatich budov rozprestierajúcich sa na 180 ha pôdy – tzv. zelenej lúke, vzdialenej od okolitých osídlených oblastí. Tento článok sa zameriava najmä na tokamak – fúzne zariadenie v jeho srdci a železobetónové konštrukcie, ktoré ho budú podopierať.
Úvod
ITER je mnohými považovaný za najviac pôsobivý svetový projekt, ktorý je v súčanosti vo výstavbe. Prekonáva hranice štátov vo vyššom záujme a je financovaný vládami celého sveta, vrátane EÚ, Spojených štátov amerických, Japonskom, Čínou, Indiou, Ruskom a Južnom Kóreou. Reprezentuje investíciu približne 15 miliárd eúr. Financie pokrývajú výstavbu a prevádzku 23 000 t vážiaceho zariadenia – tokamaku (obr. 2). Tokamak ITER je 16krát väčší ako doteraz najväčší tokamak v prevádzke nazývaný JET ( EUROfusion, 2017). Zariadenie JET spotrebuje na svoju prevádzku viac energie, ako je schopné vyprodukovať. ITER bude mať výkon 500 MW pri príkone 50 MW potrebnom na spustenie fúznej reakcie v jeho centre.
V apríli 2010 bolo konzorcium Engage, tvorené firmami Atkins (VB), Egis (Francúzsko), Assystem (Francúzsko) a Empresarios Agrupados (Španielsko), menované do roly architekt-inžinier pre zhotovenie objektov a príslušnej infraštruktúry projektu ITER. Konzorcium Engage je zodpovedné za dizajn, podporu obstarávania a supervíziu všetkých 39 budov komplexu ITER, súvisiacich systémov a infraštruktúry potrebnej pre výstavbu až do doručenia zariadenia predbežne naplánovaného na rok 2018. Pracovná skupina pozostáva celkom z 250 projekt manažérov, inžinierov, kresličov a stavbyvedúcich – dozorovateľov situovaných priamo na stavbe v Cadarache. Štyri a pol roka od začatia výstavby je dizajn všetkých budov a príslušných systémov takmer hotový. Predmety hlavných stavebných zmlúv sú splnené a celá pozornosť sa v súčasnej dobe venuje najmä dokončeniu hlavnej budovy komplexu tokamak k spokojnosti francúzskych autorít pre jadrovú energiu. Spoločnosti tvoriace konzorcium ENGAGE prinášajú do role architekt-inžiniera skúsenosť z rozsiahlých projektov v rámci nukleárnej energie, ktoré posúvajú hranice vedy a inžinierstva. ITER taktiež predstavuje míľnik pre ďalší rozvoj a výstavbu nukleárnych zariadení po celom svete z pohľadu manažmentu a koordinácie multinárodných tímov pri najvyššej možnej požadovanej kvalite.
Kryostatická koruna a základové dosky
Železobetónová konštruckia zariadenia tokamak má hmotnosť takmer 300 000 t. Tokamak bude nainštalovaný na komplexnom železobetónovom podpernom systéme. Tento systém má niekoľko úrovní. V prvej úrovni je železobetónová biela vaňa uložená v celistvom zdravom horninovom podloží. Takéto základové pomery umožňujú bezpečný prenos enormných síl. Táto biela vaňa tvorí spodnú základovú dosku, do ktorej bude votknutých 493 betónových podstavcov, na vrchu ktorých budú nainštalované elastomerové ložiská zabezpečujúce seizmickú odolnosť celého komplexu. Elastomerové ložiská budú niesť hornú základovú dosku, do ktorej bude votknutá kryostatická koruna podopierajúca zariadenie tokamaku. Takéto usporiadanie základových prvkov predstavuje dokonale seizmicky izolovanú konštrukciu.
Kryostat je hlavná časť zariadenia tokamaku, ktorá bude uložená na osemnástich sférických ložiskách zabezpečujúcich prenos vertikálnych a horizontálnych síl do základových konštrukcií.
Celý článek naleznete v archivu čísel 10/2017.