În orele dinainte de zori, sept. La 5 iulie 2021, inginerii au atins o etapă importantă în laboratoarele Centrului de știință și fuziune a plasmei (PSFC) al MIT, când un nou tip de magnet, fabricat din materiale supraconductoare la temperaturi ridicate, a atins un record mondial de intensitate a câmpului magnetic de
Testul a fost declarat imediat un succes, după ce a îndeplinit toate criteriile stabilite pentru proiectarea noului dispozitiv de fuziune, denumit Sparc, pentru care magneţii sunt tehnologia cheie.
Dar nu era sfârşitul procesului. În lunile următoare, echipa a rupt şi a inspectat componentele magnetului, a analizat datele din sute de instrumente care înregistrau detaliile testelor, şi a efectuat două teste suplimentare pe acelaşi magnet, împingându-l până la punctul de rupere pentru a afla detaliile posi
Toate aceste lucrări au culminat acum într-un raport detaliat de cercetători de la PSFC şi MIT, compania spinout Commonwealth Fusion Systems (CFS), publicat într-o colecţie de şase lucrări peer-reviewed într-o ediţie specială a ediţiei din martie a revistei "The New York Times".Tranzacții de superconductivitate aplicată. împreună, articolele descriu proiectarea şi fabricarea magnetului şi echipamentul de diagnosticare necesar pentru evaluarea performanţei sale, precum şi lecţiile învăţate din proces. În general, echipa a constatat că predicţiile şi modelarea pe calculator au fost corecte, verificând că elementele de design unice ale magnetului ar putea servi
care să permită producerea de energie prin fuziune
testul de succes al magnetului, spune profesorul de inginerie Dennis Whyte, care a demisionat recent din funcţia de director al PSFC, a fost "cel mai important lucru, în opinia mea, în ultimii 30 de ani de cercetare în domeniul fuziunii".
înainte de sept. În urma unei demonstraţii, cei mai buni magneti supraconductori disponibili erau suficient de puternici pentru a obţine potenţial energie de fuziune, dar numai la dimensiuni şi costuri care nu ar fi putut fi niciodată practice sau viabile din punct de vedere economic.
"Acum fuziunea are o şansă", adaugă Whyte. Tokamaks, cel mai utilizat design pentru dispozitivele experimentale de fuziune, "au o şansă, în opinia mea, de a fi economice, deoarece ai o schimbare cuantică în capacitatea ta, cu regulile cunoscute ale fizicii de în
datele și analiza cuprinzătoare din testul cu magneți psfcs, detaliate în cele șase noi documente, au demonstrat că planurile pentru o nouă generație de dispozitive de fuziune cea proiectată de MIT și cfs, precum și proiectele similare ale altor companii comerciale de fuziune
"Printreprinderea supraconductoare"
fuziunea nucleară, procesul de combinare a atomilor ușori pentru a forma alții mai grei, alimentează soarele și stelele, dar exploatarea acestui proces pe Pământ s-a dovedit a fi o provocare descurajantă, cu decenii de muncă grea și multe miliarde de dolari cheltuiți pe dispoz
dar pentru a funcționa necesită comprimarea combustibilului la temperaturi și presiuni extraordinar de ridicate, și deoarece niciun material cunoscut nu ar putea rezista la astfel de temperaturi, combustibilul trebuie să fie ținut în loc de câmpuri magnetice extrem de puternice. Producerea unor câmpuri atât de puternice necesită mag
Profitarea de acest material supraconducător de temperaturi mai ridicate nu a fost doar o chestiune de înlocuire în designurile magnetice existente. în schimb, a fost o reelaborare de la zero a aproape tuturor principiilor pe care le folosești pentru a construi magneți supraconducători, spunetranzacții privind supraconductivitatea aplicatăDescrieţi detaliile procesului de reproiectare, acum că protecţia brevetelor este în vigoare.
o inovație esențială: fără izolație
Una dintre inovaţiile dramatice, care au făcut pe mulţi din domeniu sceptici cu privire la şansele de succes, a fost eliminarea izolaţiei în jurul benzilor subţiri şi plate de bandă superconductoare care formau magnetul. Ca şi practic toate firele electrice, magneţii superconductori convenţionali
când am început acest proiect, să zicem în 2018, tehnologia de utilizare a supraconductorilor la temperaturi ridicate pentru a construi magneti cu câmp mare la scară largă era în faza de început, spune Zach Hartwig, profesorul de dezvoltare a carierei Robert N. Noyce în departamentul de știință
modul standard de a construi aceste magneți este să învârteti conductorul și să aveți izolație între învârtiri, și aveți nevoie de izolație pentru a face față tensiunilor ridicate generate în timpul evenimentelor neobișnuite, cum ar fi o oprire. elimin
ansamblul magnetic este o versiune la scară ușor mai mică a celor care vor forma camera în formă de gogoșă a dispozitivului de fuziune Sparc construit acum de CFS în Devens, Massachusetts. Acesta constă din 16 plăci, numite clătite, fiecare purtând o înfășurare spirală a
a fost primul magnet la o scară suficientă care a probat cu adevărat ceea ce este implicat în proiectarea, construirea și testarea unui magnet cu această așa-numită tehnologie fără izolare, fără răsucire, spune Hartwig. a fost o surpriză pentru comunitate când am anunțat că este o bobină
Pulsând la limită... şi dincolo de ea.
testul inițial, descris în lucrări anterioare, a dovedit că procesul de proiectare și fabricare nu numai că a funcționat, dar a fost foarte stabil ceva la care unii cercetători s-au îndoit. următorii două teste, efectuate la sfârșitul anului 2021, au împins apoi dispo
parte a misiunii programului de testare, Hartwig spune, a fost de a merge de fapt și intenționat stinge un magnet la scară completă, astfel încât să putem obține datele critice la scară corectă și condițiile potrivite pentru a avansa știința, pentru a valida codurile de proiectare, și apoi pentru
Hartwig spune că testul final, care s-a încheiat cu topirea unui colţ din una dintre cele 16 clătite, a produs o mulţime de informaţii noi. În primul rând, au folosit mai multe modele computaţionale diferite pentru a proiecta şi prezice performanţa diferitelor aspecte ale performanţei magnetului, iar
modelele de cea mai mare fidelitate pe care le-am prezis aproape exact cum s-ar încălzi magnetul, în ce măsură s-ar încălzi atunci când a început să se stingă, şi unde ar fi daunele rezultate pentru magnet, spune el. după cum este descris în detaliu într-unul dintre noile rapoarte
Whyte spune, "în principiu am făcut cel mai rău lucru posibil la o bobină, intenționat, după ce am testat toate celelalte aspecte ale performanței bobinei. și am constatat că cea mai mare parte a bobinei a supraviețuit fără daune, în timp ce o zonă izolată a suferit o anumită topire
Hartwig subliniază că un motiv major pentru care echipa a fost capabilă să realizeze un astfel de nou design magnetic radical, care stabilește un record, și să îl facă bine de prima dată și într-un program de rupere a gâtului, a fost datorită nivelului profund de cunoștințe, expertiză și echipament
Colaborarea cu cfs a fost, de asemenea, esențială, spune el, MIT și cfs combinând cele mai puternice aspecte ale unei instituții academice și ale unei companii private pentru a face lucruri împreună pe care niciuna nu le-ar fi putut face pe cont propriu.
ne-am gândit la noi înşine ca la o echipă, iar asta a permis să facem ceea ce am făcut.
