На майданчику Міжнародного термоядерного експериментального реактора ITER у Кадараші (Франція) успішно завершено випробування однієї з найбільших надпровідних магнітних котушок проєкту — 330-тонної котушки тороїдального поля № 17. Виріб охолодили до 4 К (−269 °C), перевели в надпровідний стан і пропустили через обмотку струм силом 34 000 ампер. За даними консорціуму ITER, це ключовий етап, що дозволяє перевірити поведінку магнітного матеріалу, деформації конструкції та роботу контактних з'єднань в умовах, максимально наближених до бойових, — але ще до того, як котушку закріплять у робочій шахті реактора, де будь-які доопрацювання стануть неможливими.

Чому не можна дочекатися збирання реактора

Струм у 34 кА становить рівно половину номінального робочого струму котушок тороїдального поля; повний робочий режим передбачає 68 кА. При цьому температура обмотки утримується на рівні −269 °C. За визнанням самих інженерів ITER, подібні вироби у заявлених умовах ніхто й ніколи не випробував. Як поведеться надпровідний матеріал за поєднання екстремального холоду та гігантського електромагнітного поля, які механічні деформації виникнуть у D-подібній конструкції, як проявлять себе контакти в місцях з'єднань і що станеться за часткового локального нагріву — усі ці питання донедавна були відомі лише з розрахункових моделей. Після монтажу реактора в шахті відповідати на них уже не доведеться: установка або запрацює, або проєкт доведеться визнати провальним, а колосальні вкладення — втраченими. Саме тому кріогенний стенд Magnet Cold Test Facility (MCTF) став критично важливим елементом програми: він дозволяє роздільно перевіряти кожен магніт та супутні системи до їх встановлення в корпус реактора.

Хронологія: від котушки № 7 до вилучення № 17

Випробування котушки № 17 почалися в серпні 2026 року. Перед подачею струму конструкцію охолодили до робочої температури, забезпечивши перехід у надпровідний стан. Це не перша кампанія на MCTF: ще у травні 2026 року на тому ж стенді перевіряли котушку тороїдального поля № 7, яку вдалося охолодити до 4 К і заживлювати струмом 10 кА. Під час тієї кампанії інженери вимірювали електричний опір з'єднань обмотки та тестували систему виявлення зриву надпровідності. Стенд MCTF дозволяє випробувати не лише самі магніти, а й кріогенне обладнання, вакуумні системи, джерела живлення, шини підведення струму та керуючу електроніку — фактично всю «обв'язку», яка в умовах зібраного реактора стає недоступною для діагностики. 30 жовтня 2026 року котушку № 17 витягли з випробувальної установки та відправили на склад, де вона чекатиме своєї черги на монтаж у реактор.

Що далі: котушка № 19 та випробування на межі

Наступним об'єктом на MCTF стане резервна тороїдальна котушка № 19. Її охолодження до 4 К заплановане на квітень 2027 року, після чого передбачається перевірка за струму 34 кА. Потім котушку випробують на повному навантаженні — струмом 64 кА, що дозволить перевірити цілісність високовольтної ізоляції на всіх контактах. На робочих режимах зросте ризик деформації під впливом найсильніших магнітних полів, тому перед випробуваннями на межі котушку додатково посилять армувальним каркасом. Окремо передбачено температурні випробування: ділянки обмотки навмисно нагріватимуть, щоб перевірити запас стійкості надпровідності та працездатність захисних систем. Оскільки котушка № 19 є резервною, щодо неї допускаються перевірки з перевищенням нормативних параметрів — можливість, недоступна для «бойових» виробів.

Контекст: 18 тороїдальних котушок і багатонаціональна збірка

У конструкції реактора ITER передбачено 18 D-подібних тороїдальних котушок, шість полоїдальних котушок і центральний соленоїд. Центральний соленоїд, магнітне поле якого теоретично здатне утримати авіаносець, виготовлений у США; одну з найбільших котушок полоїдального поля виробили в Росії. Таким чином, кожен із компонентів, що проходить випробування на MCTF, є результатом багатонаціональної співпраці, а його успішна перевірка знижує системний ризик для всього проєкту.

Зсунуті терміни та шлях до Q=10

Реалізація проєкту ITER суттєво відстає від первинного графіка. У 2024 році початок наукової експлуатації реактора було перенесено на 2034 рік. Первинний план передбачав отримання першої плазми ще у 2025 році, однак пандемія COVID-19, затримки постачання компонентів та необхідність виправлення дефектів ключових елементів — вакуумної камери й теплового екрана — суттєво зсунули терміни. Перші експерименти проводитимуться на водневій та дейтерієвій плазмі, що є складнішим сценарієм, ніж передбачалося при ухваленні першої програми проєкту. До 2036 року планується вийти на повну потужність і проєктний струм плазми 15 МА, а у 2039 році розпочати експерименти з дейтерій-тритієвою сумішшю. Саме на цьому етапі передбачається продемонструвати отримання 500 МВт термоядерної потужності при витратах 50 МВт на нагрів плазми, тобто коефіцієнт виходу енергії Q=10. Початок дейтерій-тритієвої програми відсунувся на чотири роки відносно графіка 2016 року. Проте успішне проходження котушкою № 17 випробувань на MCTF — це конкретний, вимірювний крок, який підтверджує: магнітна система ITER поводиться відповідно до розрахункових моделей, і проєкт, попри зсуви в календарі, продовжує рухатися до своєї фізичної мети.