Отзыв оппонента (Влияние технологических и эксплуатационных факторов на характеристики сверхпроводящих токонесущих элементов для катушек тороидального поля магнитной системы ИТЭР)

отзыв официального оппонента на диссертацию Каверина Дениса Сергеевича «Влияние технологических и эксплуатационных факторов на характеристики сверхпроводящих токонесущих элементов для катушек тороидаль ного поля магнитной системы ИТЭР», представленную на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.02 — «Электротехнические материалы и изделия» В настоящее время ведутся работы по созданию установок управляемого термоядерного синтеза. Одна из самых крупных таких установок — это ИТЭР. Одним из основных компонентов термоядерного реактора ИТЭР является его магнитная система, которая обеспечивает магнитное удержание плазмы, а важнейшей составляющей магнитной системы являются сверхпроводящие токонесущие элементы (проводники типа кабель в оболочке). За годы реализации проекта ИТЭР был сформулирован ряд требований, предъявляемых к проводникам, но до сих пор не ясно как изменяются характеристики проводников в процессе эксплуатации.

Особенно это касается проводников для катушек тороидального поля ИТЭР на основе хрупкого интерметаллида ХЬзЯп, который подвержен разрушению при циклических электромагнитных нагружениях. Для понимания и определения запаса свойств необходимо было провести всестороннее исследование характеристик проводников не только в процессе их изготовления, но и после полномасштабных испытаний. Этим обусловлена актуальность выбранной темы для исследований. Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, показана научная новизна и практическая ценность работы, сформулированы основные положения, выносимые на защиту. В первой главе проводится полный и объемный обзор литературы не только по конкретной теме диссертации, но и по применениям токонесущих элементов (ТНЭ) в различных устройствах.

Рассмотрены низкотемпературные сверхпроводящие провода и некоторые конструкции ТНЭ на их основе. Проведено сравнение свойств различных токонесущих элементов. Автор показывает, что впервые для такой крупной магнитной системы, как магнитная система ИТЭР был выбран ТНЭ, изготавливаемый методом «кабель-в-оболочке» и обосновывает необходимость изучения свойств этих ТНЭ не только в процессе их изготовления, но и во время и после эксплуатации.

Автор показал прекрасное владение темой, хотя там и встречаются мелкие несущественные недочеты. Вторая глава является методической. Здесь описаны методы измерения свойств и характеристик ТНЭ и сверхпроводящих проводов. Описаны основные инструменты для измерений и оборудование, выбранное для исследований. Третья глава посвящена изучению структурных особенностей сверхпроводящих проводов, отобранных из проводника, прошедшего испытания, имитирующие рабочий режим магнитной системы ИТЭР. В этой главе более подробно описаны методы подготовки и отбора образцов сверхпроводящих проводов для исследований.

Описаны программы, разработанные для количественной оценки основных структурных характеристик сверхпроводящих проводов в продольном сечении. Проведены статистические исследования дефектов в волокнах сверхпроводящих проводов, вызванных их движением во время испытаний российского проводника.

Проведено сравнение с подобными данными из зарубежных работ. Показано, что в проводах из российского проводника нет мест с высокой плотностью дефектов, обнаруженных в проводах из европейского проводника. В четвертой главе приводятся результаты измерений КК8. ХЬзЯп сверхпроводящих проводов как в процессе изготовления проводника типа кабель в оболочке, так и после его испытаний.

Проведены измерения на всех стадиях изготовления проводников, начиная от электрохимической очистки провода и заканчивая готовым проводником. Показано, что среднее значение ККК снижается на всем протяжении процесса изготовления проводников. Проведен отбор образцов ХЬзБп проводов из проводника, прошедшего испытания, в 2 зонах по воздействию магнитного поля. Измерения показали, что ККК отдельных проводов может снижаться до 70 единиц, хотя при этом среднее значение ККК проводника остается выше требований и составляет 107 единиц.

Пятая глава посвящена изучению процесса вращения кабеля с последующим увеличением шага скрутки во время изготовления проводника. Выведены зависимости для теоретического определения количества оборотов кабеля и шага скрутки от величины усилия затягивания по всей длине кабеля. Проведены механические испытания короткого образца кабеля, по данным которых были определены коэффициенты для найденных зависимостей.

В заключении кратко изложены основные результаты работы. Причем результаты актуальные, новые и имеющие важное практическое значение. Про актуальность работы сказано выше. Научная новизна работы заключается в следующем: Проведены металлографические исследования состояния сверхпроводящих волокон ХЬзЯп проводов, отобранных из проводника тороидального поля ИТЭР, прошедшего испытания; Проведены систематические статистические измерения ККК в процессе изготовления проводника типа кабель в оболочке и после его испытаний; Разработана математическая модель затягивания кабеля в оболочку, которая прогнозирует увеличение шага скрутки кабеля во время затягивания.

К практической значимости работы следует отнести то, что на основании проведенных исследований и полученных зависимостей можно спроектировать токоне сущие элементы с более высоким уровнем стабильности. Личный вклад автора работы известен научному сообществу. Все основные результаты диссертации получены либо полностью автором, либо при его непосредственном участии. Основные научные результаты опубликованы в ведущих Российских и зарубежных журналах, Представленный автореферат соответствует диссертации и указанной специальности. По диссертации имеются следующие замечания: Обычно для исследования структуры сверхпроводящих проводов используют электронные сканирующие микроскопы. В предложенной работе автор использовал лазерный сканирующий микроскоп, но из диссертации не ясно, чем вызван и оправдан ли такой выбор основного инструмента для измерений; В тексте диссертации не четко отражен вопрос стабильности проводников после испытаний и не объяснено, достаточен ли запас по тепловой стабильности, при том, что на ряде проводов уровень ККК.

был значительно ниже требуемого уровня; При сравнении экспериментальных и теоретических зависимостей шага скрутки кабеля есть некоторое расхождение результатов, особенно в зоне от 550 до 650м. Автор не объясняет, чем может быть вызвано такое расхождение экспериментальной и теоретической зависимостей. Стр. 53, 93, 98, 106 — неправильная нумерация рисунков, стр. 93, 96 — неправильная нумерация формул; Не ясна формула (5.14), 2 — показатель степени? Указанные недостатки не снижают в целом высокий уровень работы. Приведенные замечания скорее являются рекомендациями и пожеланиями по дальнейшей работе в данном направлении.

Автор в данной работе достиг поставленных целей, получил новые и полезные результаты, проявил высокую квалификацию исследователя и разработчика. Исходя из сказанного выше, считаю, что диссертация Каверина Дениса Сергеевича «Влияние технологических и эксплуатационных факторов на характеристики сверхпроводящих токонесущих элементов для катушек тороидального поля магнитной системы ИТЭР» представляет собой законченную научно-квалификационную работу, которая соответствует всем критериям, установленным п.

9 Положения о порядке присуждения ученых степеней № 842 от 24.09.2013г., а ее автор Каверин Денис Сергеевич заслуживает присуждения ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.02 — Электротехнические материалы и изделия. Официальный оппонент, д.т.н., заведующий лабораторией Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Объединенный институт высоких температур Российской академии наук» (ОИВТ РАН) Копылов Сергей Игоревич, еша11: $".о 1очз56 и ап<1ех>гп сайт в сети интернет: Ы1;//ч въ.

Й|.гп/ тел.: (495) 362-55-58, (495) 362-5564 Почтовый адрес: 125412, г. Москва, ул. Ижо ская, д.13, ст .2 Подпись Копылова Сергея Игоревича удостове яю д..-м.н. Ами ов Р.Х. .