v predránočných hodinách sept. 5. mája 2021 dosiahli inžinieri významný míľnik v laboratóriách MIT's Plasma Science and Fusion Center (psfc), keď nový typ magnetu vyrobený z vysokoteplotného supravodivého materiálu dosiahol svetový rekord v sile magnetického poľa 20 tesl pre veľkoobjemový magnet. To je intenzita
Test bol okamžite vyhlásený za úspešný, pretože splnil všetky kritériá stanovené pre návrh nového fúzneho zariadenia, nazývaného Sparc, pre ktorý sú magnety kľúčovou podpornou technológiou.
Ale to nebol koniec procesu. V priebehu nasledujúcich mesiacov tím roztrhol a skontroloval komponenty magnetu, podrobne preskúmal a analyzoval údaje zo stovky prístrojov, ktoré zaznamenávali detaily testov a vykonal ďalšie dva testy na tom istom magnete, nakoniec ho tlačil na jeho zlomový bod, aby sa dozvedel podrobnosti o
Všetky tieto práce teraz vyvrcholili podrobnou správou výskumníkov v PSFC a MIT Spinout spoločnosti Commonwealth Fusion Systems (CFS), publikovanou v zbierke šiestich recenzovaných prác v špeciálnom vydaní marcaieee transakcie na aplikovanú nadvodivosť. spolu popisuje návrh a výrobu magnetu a diagnostické zariadenia potrebné na vyhodnotenie jeho výkonu, ako aj ponaučenia získané z tohto procesu. Celkovo, ako zistili tímy, predpovede a počítačové modelovanie boli presné, čo overuje, že jedinečné konštrukčné prvky magnetu by mohli slúžiť ako základ fúznej elektr
umožňujúce praktickú jadrovú energiu
Úspech testovania magnetu, hovorí HITACHI Amerika profesor inžinierstva Dennis Whyte, ktorý nedávno odstúpil z funkcie riaditeľa PSFC, bol "najvýznamnejšou vecou, podľa môjho názoru, za posledných 30 rokov výskumu fúzie".
pred septom. V rámci tejto demonštrácie boli najlepšie dostupné superprevodivé magnety dostatočne silné na to, aby potenciálne dosiahli energiu z fúzie ale len pri veľkostiach a nákladoch, ktoré by nikdy nemohli byť praktické alebo ekonomicky životaschopné.
"Teraz má fúzia šancu", dodáva Whyte. Tokamaks, najpoužívanejší dizajn experimentálnych fúzijných zariadení, "majú podľa môjho názoru šancu byť hospodárne, pretože máte kvantovú zmenu vo svojej schopnosti, s známymi pravidlami fyziky uzavretia, o tom, že môžete výrazne znížiť veľkosť a
komplexné údaje a analýza z skúšky magnetov psfcs, ako sú podrobne uvedené v šiestich nových dokumente, preukázali, že plány novej generácie fúzijných zariadení navrhnuté MIT a cfs, ako aj podobné návrhy iných komerčných fúzijných spoločností sú postavené na pevnom vedeckom základe.
preboj nadvodivosti
Fúzia, proces kombinácie ľahkých atómov na vytvorenie ťažších, napája Slnko a hviezdy, ale využitie tohto procesu na Zemi sa ukázalo ako obrovská výzva, s desaťročiami tvrdej práce a mnohými miliardami dolárov vynaložených na experimentálne zariadenia. Dlhoročne hľadaný, ale
Ale aby fungoval, je potrebné stlačiť palivo pri mimoriadne vysokých teplotách a tlakoch a keďže žiadny známy materiál by takýto teploty nemohol vydržať, palivo musí byť držané na mieste extrémne silnými magnetickými poli. Vytváranie takýchto silných polí vyžaduje superprevodivé magnety, ale všetky predchádzajúce
V tomto prípade sa však v prípade, že by sme mali využiť tento nový vysokoteplotný superprevodivý materiál, nebolo potrebné len nahradiť ho v existujúcich konštrukciách magnetov. Namiesto toho, bola to prepracovaná prácou takmer všetkých princípov, ktoré sa používajú pri výrobe superprevodivých magnetov,transakcie s aplikovanou nadvodivosťouopíšte podrobnosti o tomto procese prepracovania, teraz, keď je patentová ochrana zavedená.
kľúčová inovácia: žiadna izolácia
Jedným z dramatických inovácií, ktoré mali mnoho iných v oblasti skeptický o jeho šance na úspech, bolo odstránenie izolácie okolo tenkých, plochých stužiek superprevodnej pásky, ktorá vytvorila magnet. Ako prakticky všetky elektrické drôty, konvenčné superprevodné magnety sú plne chránené izola
keď sme začali tento projekt, povedzme v roku 2018, bola technológia použitia vysokoteplotných superprevodcov na výrobu veľkých magnetov s vysokým poľom v počiatočnom štádiu, hovorí Zach Hartwig, profesor rozvoja kariéry Robert N. Noyce na katedre jadrovej vedy a inžinierstva. Hart
štandardný spôsob výroby týchto magnetov je, že zviažete vodiča a máte izoláciu medzi zvitkami a potrebujete izoláciu na riešenie vysokých napätia, ktoré sa generujú počas abnormálnych udalostí, ako je vypnutie. odstránenie vrstiev izolácie, hovorí, má výhodu, že je nízkonapäť
Magnetické sklo je mierne menšia verzia tých, ktoré budú tvoriť koláčikovú komoru sparkového fúzneho zariadenia, ktoré teraz stavia CFS v Devens, Massachusetts. Pozostáva zo 16 tanierov nazývaných palacinky, z ktorých každý má na jednej strane spirálne vinutie superprevodnej pásky a
toto bol prvý magnet v dostatočnom meradle, ktorý skutočne skúmal, čo všetko je zapletené do navrhovania, výstavby a testovania magnetu s touto takzvanou technológiou bez izolácie bez krútiaceho efektu, hovorí Hartwig. bolo to veľké prekvapenie pre komunitu, keď sme oznámili, že
tlačiť na hranicu... a ďalej.
počiatočný test, opísaný v predchádzajúcich článkoch, dokázal, že proces návrhu a výroby nielenže fungoval, ale bol veľmi stabilný niečo, čo niektorí výskumníci pochybili. Ďalšie dva testovacie skúšky, ktoré sa tiež uskutočnili koncom roka 2021, potom tlačili zariadenie na hranicu tým, že zámerne
časť misie testovacieho programu, hovorí Hartwig, bola v skutočnosti vybuchnúť a zámerne vypnúť magnet v plnom meradle, aby sme mohli získať kritické údaje v správnom meradle a v správnych podmienkach, aby sme pokročili v vede, potvrdili dizajnové kódy, a potom rozobrali magnet a videli, čo
Hartwig hovorí, že posledný test, ktorý skončil roztavením jedného rohu jedného zo 16 palacín, priniesol množstvo nových informácií. Po prvé, používali niekoľko rôznych výpočtových modelov na navrhovanie a predpovedanie výkonu rôznych aspektov výkonu magnetov a väčšinou sa modely zhodli vo svojich celkových predpovedách a boli
modely s najvyššou vernosťou, ktoré sme predpovedali takmer presne, ako sa magnet zohrieva, do akej miery sa zahreje, keď začne zhasnúť, a aké poškodenie by to spôsobilo magnetovi, hovorí. Ako je podrobne opísané v jednej z nových správ, ten test nám vlastne presne povedal, čo sa deje v
Whyte hovorí, v podstate sme urobili najhoršiu možnú vec ku cievnici, úmyselne, po tom, čo sme otestovali všetky ostatné aspekty výkonu cievnice. a zistili sme, že väčšina cievnice prežila bez poškodenia, zatiaľ čo jedna izolovaná oblasť utrpela nejaké topenie.
Hartwig zdôrazňuje, že hlavným dôvodom, prečo sa tímu podarilo dosiahnuť takýto radikálny nový rekordný dizajn magnetov a urobiť to správne hneď po prvom a v rozvrhu, ktorý je neprekonateľný, bola vďaka hlbokej úrovni vedomostí, odbornosti a vybavenia, ktoré sa nahromadili počas desaťročí prevádzky tokamakov
napríklad, jedným z hlavných príspevkov od cfs bolo využitie sily súkromnej spoločnosti na vytvorenie a rozšírenie dodávateľského reťazca na bezprecedentnej úrovni a časovom rozvrhu pre najkritickejší materiál v projekte: 300 kilometrov (186 míľ) vysokoteplotného superprevodcu, ktorý bol zakúpen
Integrácia oboch tímov, tých z MIT a tých z CFS, bola tiež rozhodujúca pre úspech, hovorí.
