In de voor-dageravond uur van sept. Op 5 november 2021 bereikten ingenieurs een belangrijke mijlpaal in de laboratoria van het MIT's Plasma Science and Fusion Center (psfc), toen een nieuw type magneet, gemaakt van hoogtemperatuur supergeleidende materiaal, een wereldrecord bereikte van een magnetische veldsterkte van 20 tesla voor een grootschalige mag
De test werd onmiddellijk tot een succes verklaard, omdat alle criteria voor het ontwerp van het nieuwe fusieapparaat, Sparc genaamd, waar de magneten de belangrijkste technologie zijn, waren vervuld. Champagne korken knallen toen het vermoeide team van experimentatoren, die lang en hard hadden gewerkt om de prestatie mogelijk te maken,
Maar dat was nog lang niet het einde van het proces. In de daaropvolgende maanden scheurde het team de componenten van de magneet uit elkaar en inspecteerde ze, keek ze nauwkeurig en analyseerde de gegevens van honderden instrumenten die details van de tests vastlegden, en voerden ze twee extra testritten uit op dezelfde magneet,
Dit werk heeft nu zijn hoogtepunt bereikt in een gedetailleerd rapport van onderzoekers van PSFC en MIT, een spin-off van het bedrijf Commonwealth Fusion Systems (CFS), gepubliceerd in een verzameling van zes peer-reviewed papers in een speciale editie van het maartnummer vanieee transacties met toegepaste supergeleidingDe resultaten van de studie zijn gebaseerd op de resultaten van de onderzoeksteams van de verschillende onderzoeksgroepen.
de mogelijkheid om praktische fusie-energie te produceren
De succesvolle test van de magneet, zegt Hitachi America professor in de techniek Dennis Whyte, die onlangs aftrad als directeur van de PSFC, was het belangrijkste, naar mijn mening, in de laatste 30 jaar van fusieonderzoek.
Voor de sept. De beste beschikbare supergeleidende magneten waren krachtig genoeg om fusie-energie te bereiken maar alleen met afmetingen en kosten die nooit praktisch of economisch haalbaar zouden kunnen zijn. Toen de tests de bruikbaarheid van zo'n sterke magneet op een sterk verminderde grootte toonden, overnight, veranderde het
nu heeft fusie een kans, voegt Whyte toe. Tokamaks, het meest gebruikte ontwerp voor experimentele fusieapparaten, hebben naar mijn mening een kans om economisch te zijn omdat je een kwantumverandering hebt in je vermogen, met de bekende regels van de confinementfysica, om de grootte en
De uitgebreide gegevens en analyses van de magnetentest van psfcs, zoals beschreven in de zes nieuwe publicaties, hebben aangetoond dat de plannen voor een nieuwe generatie fusieapparaten die van MIT en cfs, evenals soortgelijke ontwerpen van andere commerciële fusiebedrijven gebaseerd zijn op een
de supergeleidende doorbraak
Fusie, het proces waarbij lichte atomen worden gecombineerd om zwaarder te vormen, geeft de zon en sterren energie, maar het benutten van dat proces op aarde is een enorme uitdaging gebleken, met tientallen jaren hard werken en vele miljarden dollars besteed aan experimentele apparaten. Het lang gezochte, maar nog nooit bere
Maar om het te laten werken is het nodig om de brandstof te comprimeren bij buitengewoon hoge temperaturen en druk, en omdat geen enkel bekend materiaal zulke temperaturen kan weerstaan, moet de brandstof op zijn plaats worden gehouden door extreem krachtige magnetische velden. Het produceren van zulke sterke velden vereist supergeleidende magneten,
De nieuwe rebco-materiaal is extraordinair anders dan de vorige generatie supergeleiders. je ga niet alleen aanpassen en vervangen, je ga eigenlijk van de grond af innoveren. de nieuwe papieren intransacties met toegepaste supergeleidingDe heer De Gucht (LDR). - (NL) Mijnheer de Voorzitter, ik ben van mening dat de Commissie de nodige maatregelen moet nemen om de situatie in de Gemeenschap te verbeteren.
een belangrijke innovatie: geen isolatie
Een van de dramatische innovaties, die veel anderen op het gebied sceptisch maakte over de kans op succes, was de eliminatie van isolatie rond de dunne, vlakke lintjes supergeleidende tape die de magneet vormden. Net als vrijwel alle elektrische draden, zijn conventionele supergeleidende magneten volledig beschermd door isolatiemateriaal
toen we dit project begonnen, laten we zeggen in 2018, was de technologie om hoogtemperatuur-supraleiders te gebruiken om grootschalige hoogveldmagneten te bouwen nog in de kinderschoenen, zegt Zach Hartwig, de professor in de afdeling nucleaire wetenschap en techniek. Hartwig heeft een co-aankondiging bij
de standaard manier om deze magneten te bouwen is dat je de geleider wikkel en je hebt isolatie tussen de wikkels, en je hebt isolatie nodig om te gaan met de hoge spanningen die worden gegenereerd tijdens abnormale gebeurtenissen zoals een shutdown. het elimineren van de lagen isolatie, zegt hij,
De magneten zijn een kleinere versie van de donutvormige kamer van het spark fusieapparaat dat nu wordt gebouwd door CFS in Devens, Massachusetts. Het bestaat uit 16 platen, genaamd pannenkoeken, elk met een spiraal wikkeling van de supergeleidende tape aan de ene kant en koelkanalen voor heli
Maar het ontwerp zonder isolatie werd als riskant beschouwd en er hing veel af van het testprogramma. dit was de eerste magneet op voldoende schaal die echt probeerde wat er bij het ontwerpen, bouwen en testen van een magneet met deze zogenaamde technologie zonder isolatie en geen draaiing betrokken is, zegt Hartwig. het
tot het uiterste.
De eerste test, beschreven in eerdere artikelen, bewees dat het ontwerp en productieproces niet alleen werkte, maar ook zeer stabiel was iets waar sommige onderzoekers aan twijfelden. De volgende twee testritten, ook eind 2021, dwongen het apparaat vervolgens tot de limiet door opzettelijk onstabiele omstandigheden
Hartwig zegt dat een deel van de missie van het testprogramma was om daadwerkelijk te gaan ontploffen en opzettelijk een full-scale magneet te doven, zodat we de kritieke gegevens op de juiste schaal en de juiste omstandigheden konden krijgen om de wetenschap te bevorderen, om de ontwerpcodes te valideren, en vervolgens de mag
De laatste test, die eindigde met het smelten van een hoek van een van de 16 pannenkoeken, leverde een schat aan nieuwe informatie op, zegt Hartwig. Ten eerste gebruikten ze verschillende rekenmodellen om de prestaties van verschillende aspecten van de prestaties van de magneet te ontwerpen en te voorspellen, en voor het grootste deel
de hoogst betrouwbare modellen die we bijna precies hadden voorspeld hoe de magneet zou opwarmen, in welke mate hij zou opwarmen als hij begon te doven, en waar de daaruit voortvloeiende schade aan de magneet zou zijn, zegt hij. zoals in detail beschreven in een van de nieuwe rapporten, die
Whyte zegt: "We hebben de slechtste mogelijkheid met een spoel gedaan, opzettelijk, nadat we alle andere aspecten van de spoelprestaties hadden getest. en we ontdekten dat het grootste deel van de spoel overleefde zonder schade, terwijl een geïsoleerd gebied wat smelting onderging. Het is een paar procent van het
Hartwig benadrukt dat een belangrijke reden dat het team in staat was om zo'n radicaal nieuw record-brekend magneetontwerp te realiseren, en het de eerste keer en op een halsbrekende tijdschema goed te maken, was dankzij het diepgaande niveau van kennis, expertise en apparatuur die in decennia van werking van
De samenwerking met cfs was ook cruciaal, zegt hij, met MIT en cfs die de krachtigste aspecten van een academische instelling en een privébedrijf combineren om dingen samen te doen die geen van beide zelf had kunnen doen. bijvoorbeeld, een van de belangrijkste bijdragen van cfs was het benutten van de kracht van een privébed
De integratie van de twee teams, die van MIT en die van CFS, was ook cruciaal voor het succes, zegt hij. we dachten aan onszelf als één team, en dat maakte het mogelijk om te doen wat we deden.
