Eylül'ün şafak öncesinde. 5 Mart 2021 tarihinde mühendisler, yüksek sıcaklıklı süper iletken malzemeden yapılmış yeni bir mıknatıs türünün, büyük ölçekli bir mıknatıs için dünya rekoruna ulaştığı 20 tesla manyetik alan kuvvetine ulaştığında, MIT'in plazma bilimi ve füzyon merkezi (psf
Bu test, hemen başarıyla ilan edildi. Bu yeni füzyon cihazının tasarımı için belirlenen tüm kriterler yerine getirilmişti. Bu cihazın adı Sparc'di.
Ama bu sürecin sonu değildi. Sonraki aylarda, ekip mıknatısın bileşenlerini parçaladı ve inceledi, testlerin detaylarını kaydeden yüzlerce enstrümanın verilerini inceledi ve analiz etti ve aynı mıknatıs üzerinde iki test daha yaptı.
Tüm bu çalışmaların sonucunda, PSFC ve MIT'in ortak şirketleri Commonwealth Fusion Systems (CFS) tarafından hazırlanan ve Mart sayısının özel baskısında altı uzman tarafından incelenen makale toplama kitabında yayınlanan detaylı bir rapor ortaya çıktı.Uygulanan süper iletkenlik işlemleri. makaleler, mıknatısın tasarımı ve üretimi ve performansını değerlendirmek için gerekli teşhis ekipmanlarını ve süreçten alınan dersleri açıklar. Genel olarak, ekip, öngörüleri ve bilgisayar modellemelerinin doğru olduğunu ve mıknatısın benzersiz tasarım unsurlarının füzyon enerji santralinin temeli olarak hizmet edebileceğini
pratik füzyon enerjisini mümkün kılan
MSFİ'nin yöneticisi olarak görevinden son zamanlarda istifa eden mühendislik profesörü Dennis Whyte'in dediğine göre, mıknatısın başarılı test edilmesi, benim görüşüme göre son 30 yıllık füzyon araştırmalarında en önemli şeydi.
Sept'ten önce. 5 gösterimi, mevcut en iyi süper iletken mıknatısların füzyon enerjisini elde edebilecek kadar güçlü olduğunu ancak sadece pratik veya ekonomik olarak uygulanabilir olamayacak boyutlarda ve maliyetlerde olduğunu gösterdi.
füzyonun bir şansı var, whyte ekliyor. deneysel füzyon cihazları için en yaygın kullanılan tasarım olan tokamaks, benim görüşüme göre ekonomik olma şansına sahiptir, çünkü füzyonu mümkün kılacak nesnelerin boyutunu ve maliyetini büyük ölçüde azaltma konusunda bilinen kısıtlama fiziği kurallarıyla kendi
altı yeni makalede ayrıntılı olarak açıklanan psfcs mıknatıs testinden elde edilen kapsamlı veriler ve analizler, yeni nesil füzyon cihazları için planların MIT ve cfs tarafından tasarlanan ve diğer ticari füzyon şirketlerinin benzer tasarımlarının bilimsel olarak sağlam bir temele dayandığını göstermiştir.
Süper iletkenlik atılım
Füzyon, hafif atomların daha ağır atomlar oluşturmak için birleştirilmesi süreci, güneşi ve yıldızları güçlendirir, ancak bu süreci yeryüzünde kullanmak, on yıllar süren zorlu çalışma ve deneysel cihazlara harcanan milyarlarca dolarla zorlu bir zorluk olduğunu kanıtladı. Uzun zamandır aranan, ancak henüz gerçekleşmemiş bir
Ancak çalışması için yakıtı olağanüstü yüksek sıcaklıklarda ve basınçlarda sıkıştırmak gerekir ve bilinen hiçbir malzeme bu tür sıcaklıklara dayanamadığı için yakıt son derece güçlü manyetik alanlarla tutulmalıdır. Bu tür güçlü alanları üretmek için süper iletken mıknatıslar gerekir, ancak önceki tüm füzyon
Bu yeni yüksek sıcaklıklı süper iletken malzemeden yararlanmak sadece mevcut mıknatıs tasarımlarında yerine koymakla kalmadı. Bunun yerine, bu, süper iletken mıknatıslar yapmak için kullandığınız neredeyse tüm ilkelerin sıfırdan yeniden çalışılmasıydı, whyte diyor. yeni rebco malzemesiuygulanan süper iletkenlik işlemleriPatent koruması uygulandığından beri yeniden tasarlama sürecinin detaylarını açıklayın.
Ana inovasyon: yalıtım yok
Bu yeniliklerden biri, alanındaki birçok kişinin başarısı konusunda şüpheci olduğu, manyetikleri oluşturan ince, düz bantların etrafındaki yalıtımın ortadan kaldırılmasıydı. Tıpkı hemen hemen tüm elektrik telleri gibi, geleneksel üstün iletken mıknatıslar da teller arasındaki kısa devreyi önlemek için yalıtım malzemesi
Bu projeye başladığımızda, 2018'de diyelim ki, büyük ölçekli yüksek alanlı mıknatıslar yapmak için yüksek sıcaklıklı süper iletkenler kullanma teknolojisi henüz yeni başlamaktaydı, diyor Robert N. Noyce'in nükleer bilim ve mühendislik bölümündeki kariyer geliştirme profesörü Zach
Bu mıknatısların yapımının standart yolu, iletkenleri sarmak ve sargılar arasında yalıtım yapmak ve bir kapanma gibi normal olmayan olaylar sırasında üretilen yüksek voltajlarla başa çıkmak için yalıtım gerekir. yalıtım katmanlarını ortadan kaldırmak, diyor, düşük voltajlı bir sistem olma avantajına sahiptir. üretim süreçlerini
Mıknatıs montajı, şu anda Devens, Massachusetts'te CFS tarafından inşa edilen Spark Fusion cihazının çörek şeklinde odasını oluşturacak olanların biraz daha küçük ölçekli bir versiyonudur. Her biri bir tarafta süper iletken bantın spiral sargısını ve diğer tarafta helium gazı için soğut
Hartwig, "Bu, bu izole etmeyen, bükülmeyen teknolojiyle bir mıknatıs tasarlamanın, yapımının ve testinin ne anlama geldiğini gerçekten araştırmış yeterli ölçekte ilk mıknatıs oldu". diyor. "İzole etmeyen bir bobin olduğunu duyurduğumuzda topluluk için çok sürpriz oldu".
Sınırına kadar zorlamak... ve ötesine.
Önceki makalelerde açıklanan ilk test, tasarım ve üretim sürecinin sadece çalışmadığını değil, aynı zamanda oldukça istikrarlı olduğunu kanıtladı. Bazı araştırmacılar şüpheyle karşılaştı. 2021'in sonlarında da gerçekleştirilen sonraki iki test çalışması, cihazı kasıtlı olarak kararsız koşullar yaratarak sınırına kadar itti. Katastro
Hartwig'in dediği gibi test programının görevinin bir parçası, tam ölçekli bir mıknatısın çalışıp kasıtlı olarak söndürülmesiydi. Böylece bilimsel gelişmeleri sağlamak için doğru ölçekte ve doğru koşullarda kritik verileri elde edebiliyorduk.
Hartwig, 16 krepten birinin bir köşesinin erimesiyle biten bu son testin, bir sürü yeni bilgi ürettiğini söylüyor. Birincisi, manyetik performansının çeşitli yönlerinin performansını tasarlamak ve tahmin etmek için birkaç farklı hesaplama modeli kullanıyorlardı ve çoğu zaman, modeller genel tahminlerinde aynı fikirdeydi ve bir dizi test ve gerçek dünya
magnetin nasıl ısınmasını, söndürmeye başladığında ne derece ısınmasını ve bunun sonucunda mıknatıs için ne kadar hasar olacağını tahmin ettiğimiz en yüksek sadakatli modeller, yeni raporlardan birinde ayrıntılı olarak açıklandığı gibi, bu test aslında bize gerçekte ne olduğunu ve hangi modellerin ileride yararlı
whyte diyor ki, "temel olarak, bobine, amaçlı olarak, bobinin performansının diğer tüm yönlerini test ettikten sonra mümkün olan en kötü şeyi yaptık. ve bobinin çoğunun hasar görmeden hayatta kaldığını bulduk, bir izole bölge biraz erime yaşadı.
Hartwig, ekibin bu kadar radikal bir rekora imza atan yeni bir mıknatıs tasarımını başarabilmesinin ve ilk seferinde ve boynunu kıran bir zaman çizelgesinde doğru yapabilmesinin ana nedeninin, alcator c-mod tokamak, francis bitter mıknatıs laboratuvarı ve psfc'de gerçekleştirilen
MIT ve CFS'nin, akademik bir kurumun ve özel bir şirketin en güçlü yönlerini birleştirerek kendi başlarına yapamayacakları şeyleri birlikte yapmaları için cfs ile işbirliği de anahtardı. Örneğin, cfs'nin en önemli katkılarından biri, özel bir şirketin gücünü kullanarak, projeyi en kritik malzeme için benzeri görülmemiş bir
MIT ve CFS'den olan iki takımın entegrasyonu da başarının anahtarıydı, diyor.
