Sfruttare la potenza dell'energia da fusione

Ricreare la reazione di fusione che avviene nel nucleo del Sole qui sulla Terra; questa è la missione che scienziati e ingegneri hanno intrapreso con ITER, uno dei progetti ingegneristici più ambiziosi della storia umana.

ITER, che sta per International Thermonuclear Experimental Reactor, prevede la collaborazione di 35 nazioni e consiste nella produzione e nella gestione di un enorme dispositivo di fusione sperimentale chiamato tokamak. Costruito con un milione di componenti e dieci milioni di parti e progettato per sfruttare l'energia di fusione, ITER sarà il più grande tokamak al mondo mai costruito, con un raggio di plasma di 6,2 m e un recipiente a vuoto di 840 m³ in grado di resistere a temperature che raggiungono i 150 milioni di gradi Celsius. nientemeno.

L'obiettivo di ITER è dimostrare la fattibilità e il rapporto costo-efficacia della fusione nucleare come fonte di energia su larga scala priva di carbonio. A tal fine, il tokamak del progetto ITER è progettato per generare 500 MW di potenza di fusione da 50 MW di potenza di riscaldamento in ingresso, raggiungendo un ritorno di potenza dieci volte superiore (Q=10).

La società cantabrica Equipos Nucleares, SA (ENSA) è stata incaricata di progettare e costruire componenti per il recipiente a vuoto toroidale del tokamak. Il progetto sarà ospitato in trentanove edifici e aree tecniche in costruzione su un sito di 180 ettari a Cadarache, nel sud della Francia. Il cuore della struttura, il Tokamak Building, è un'imponente struttura di sette piani in cemento armato. Una volta che gli edifici sono strutturalmente completati, le apparecchiature possono essere installate e assemblate.

Al di là di ogni dubbio, il controllo delle dimensioni di un tokamak da 23.000 tonnellate e 28 metri di diametro durante il processo di assemblaggio obbligatorio richiede apparecchiature di misurazione tridimensionale altamente accurate per garantire che vengano raggiunte le esatte tolleranze per il funzionamento della macchina.

È qui che il contributo di AsorCAD trova tutto il suo valore.

Il partner giusto per dimensioni esatte

Negli ultimi 25 anni la società di ingegneria spagnola AsorCAD è nota per la sua forte specializzazione nella tecnologia 3D. Per questo motivo, l'ENSA ha chiesto ad AsorCAD di farsi carico del lavoro di scansione 3D, reverse engineering e metrologia per costruire il reattore a fusione nucleare del progetto ITER.

Dall'inizio del 2015, ENSA beneficia dell'esperienza di AsorCAD. Insieme, sono stati in grado di scansionare i bordi laterali dei nove settori della camera al plasma del tokamak, chiamata anche toro. Questo è stato un compito essenziale perché, poiché ogni settore è prodotto separatamente, è necessario progettare dei pezzi di giunzione per collegare le diverse sezioni e garantire che si incontrino perfettamente una volta assemblate.

Misurazioni 3D precise per una vestibilità perfetta

Per garantire un perfetto adattamento delle diverse sezioni del toro, AsorCAD ha utilizzato lo scanner 3D Creaform MetraSCAN per i componenti toroidali e il sistema di fotogrammetria 3D MaxSHOT per le parti di grandi dimensioni. Successivamente, alcune misurazioni sono state verificate con la CMM HandyPROBE, anch'essa prodotta da Creaform.

Poiché non richiedono rigidi requisiti di installazione, questi strumenti di misurazione 3D sono portatili e altamente affidabili per il lavoro in loco. La loro precisione di misurazione è insensibile alle instabilità dell'ambiente, il che significa che non sono influenzati da movimenti, vibrazioni o cambiamenti di temperatura o condizioni di illuminazione. Queste qualità hanno consentito ad AsorCAD di eseguire scansioni e misurazioni 3D altamente accurate presso le strutture ENSA senza la necessità di trasportare enormi apparecchiature.

Una volta acquisite accuratamente le scansioni 3D dei bordi laterali di ciascun settore del toro, AsorCAD ha utilizzato il software Geomagic Design X per creare i modelli CAD corrispondenti.

Quindi, mediante il reverse engineering, l'ENSA ha potuto progettare elementi di collegamento con dimensioni esatte per unire le diverse sezioni esistenti. AsorCAD ha utilizzato nuovamente lo scanner MetraSCAN 3D per scansionare tutti questi pezzi di giunzione fabbricati per l'ispezione e l'approvazione finali.

Sulla strada verso l’energia senza emissioni di carbonio