De schudtafel op de Universiteit van Bristol, met twee ITER-kleppen die worden voorbereid voor seismische tests. Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/
ITER kwalificeert momenteel meer dan 70 verschillende soorten metalen kleppen
“En als dat allemaal klaar is? “Dan mogen we de boel flink door elkaar schudden,” zegt Eamonn Quinn, de vacuümmechanisch ingenieur bij ITER die toeziet op de veiligheid van de componenten. Seismisch testen is een cruciale stap bij de bouw van een nucleaire faciliteit, maar bij ITER is het extra belangrijk omdat er zoveel unieke componenten zijn en de veiligheidsnormen die worden ontwikkeld waarschijnlijk de basis zullen vormen voor toekomstige fusieregelgeving.
Het vacuümteam van ITER kwalificeert momenteel meer dan 70 verschillende soorten metalen kleppen om er zeker van te zijn dat ze veilig blijven tijdens een aardbeving. Hoewel kernfusie niet hetzelfde risico van een wegloopreactie met zich meebrengt als een traditionele splijtingsreactor, moet een klep nog steeds functioneren in crisissituaties om te voorkomen dat tritium of andere materie uit de tokamak ontsnapt. Dit betekent dat kleppen simulaties met hoge intensiteit ondergaan op schudtafels om te garanderen dat ze correct sluiten of openen en blijven dienen als een barrière tijdens een seismische gebeurtenis.”Het kwalificatieproces is gevoelig omdat de aardbevingsomstandigheden moeten worden nagebootst, wat betekent dat de precieze trillingen, hitte en mechanische belasting die worden verwacht op de specifieke locatie waar het onderdeel zal worden gebruikt, opnieuw moeten worden gecreëerd”, legt Eamonn uit. “De aanloop naar één test kan vele maanden in beslag nemen; het is een gigantische taak.”
Een deel van deze gigantische taak werd mogelijk gemaakt door een publiek-private samenwerking die ITER aanging met Element, een van de wereldleiders op het gebied van testen en certificering, en de Universiteit van Bristol, die een van de grotere schudtafelfaciliteiten in Europa heeft.
Een volledig metalen DN 160 vacuümklep op de schudtafel. Op de achtergrond, van links naar rechts: David Laugier, Eamonn Quinn en Graeme Vine van ITER, en Chris Stone van Element. Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/
Van hobbelige landweg tot een g-kracht van 8 g
Veel van de tests die Element uitvoert hebben betrekking op de luchtvaartsector en het simuleren van gevechtsomstandigheden voor onderdelen die in vliegtuigen worden gebruikt. Het bedrijf doet echter ook een breed scala aan andere testen, zoals het nabootsen van woestijnomgevingen om te zien hoe machines bestand zijn tegen stofstormen of het simuleren van kou en trillingen om te controleren of zwangerschapstesten transport bij lage temperaturen aankunnen. Het was precies dit soort flexibiliteit dat de samenwerking tussen ITER en Element tot een succes maakte, omdat ze de omstandigheden waarmee de klep in het Tokamak-gebouw te maken zou krijgen, betrouwbaar konden nabootsen.
Maar voordat de kleppen hun weg vonden naar een seismische triltafel in Bristol, ondergingen ze een rigoureus testproces. Eerst onderging het representatieve monster van de kleppen, geproduceerd door de fabrikant VAT, operationele en vacuümtests voordat ze werden verscheept. Eenmaal in ITER werden afsluitercycli en heliumlektests uitgevoerd om er zeker van te zijn dat de afsluiter voldeed aan de vacuümprotocollen. Daarna werd de klep vervoerd naar de Universiteit van Bristol, waar Element een overeenkomst heeft om tijd te huren op de schudtafels van de universiteit. Hierdoor kunnen promovendi ervaring opdoen met engineering in de echte wereld door het observeren van testen en certificering zoals die worden uitgevoerd voor ITER.
ITER-personeel was altijd aanwezig bij de seismische tests in Bristol om de vacuüm- en tokamak-expertise te leveren. Voorafgaand aan elke test programmeerde het team van Element de drie meter vierkante tafel op basis van de door ITER verstrekte meetgegevens. Afhankelijk van waar in het Tokamak-gebouw de klep wordt geplaatst, werd de klep geschud volgens de IEEE-normen op basis van verschillende mogelijke omstandigheden: SL-1 (lichte aardbeving), SL-2 (middelzware aardbeving) of SL-3 (extreme aardbevingen die veel verder gaan dan de verwachte seismische activiteit in het zuiden van Frankrijk, waar ITER zich bevindt). Terwijl het schudden tijdens een groot deel van de test vergelijkbaar was met rijden over een hobbelige landweg, bereikte het op het hoogtepunt een g-kracht van 8 g, wat gelijk stond aan de trillingen die een raket voelt tijdens de terugkeer in de aardatmosfeer. “ITER is een project in het publieke domein, dus er is een grote filosofie van het delen van informatie met als doel zo goed mogelijk werk te leveren,” zegt Chris. “En vanuit een technisch oogpunt, om deel uit te maken van een project waarbij het grootste deel van de wereld iets probeert te doen dat de hele wereld beter zal maken, kun je niet veel beter krijgen dan dat, toch?”
Lees het volledige verhaal op de website van ITER.
Bekijk hier op YouTube hoe een schudexperiment voor ITER eruitziet.