Объявлено о сотрудничестве для термоядерных проектов: New Nuclear

30 мая 2023 г.

General Atomics (GA) из США и Tokamak Energy из Великобритании договорились о сотрудничестве в области технологии высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП) для термоядерной энергетики и других промышленных приложений. Тем временем немецкий Институт физики плазмы им. Макса Планка будет работать с Proxima Fusion для дальнейшего развития концепции стелларатора.

Испытание ВТСП-магнита в жидком азоте (Изображение: Tokamak Energy)

GA, которая начала работать над технологиями сверхпроводящих магнитов в 1980-х годах, и Tokamak Energy заявили, что сотрудничество в рамках недавно подписанного меморандума о взаимопонимании «использует передовые возможности GA в производстве крупномасштабных магнитных систем и новаторский опыт Tokamak Energy в области высокотемпературных магнитов». технологии».

В магнитном синтезе используется токамак, в котором используется несколько наборов мощных электромагнитов для формирования и удержания перегретого газообразного водорода, известного как плазма. Чтобы достичь условий термоядерного синтеза, необходимых для производства энергии, токамаки должны нагревать газ до температур, превышающих 100 миллионов градусов по Цельсию, что более чем в десять раз превышает температуру в центре Солнца. Говорят, что это порог, необходимый для того, чтобы синтез стал коммерчески жизнеспособным источником энергии.

Сильные магнитные поля генерируются путем прохождения больших электрических токов вокруг массивов катушек электромагнитов, которые вращаются вокруг плазмы. Магниты намотаны из новаторских лент HTS, многослойных проводников с важным внутренним покрытием из сверхпроводящего материала «редкоземельный оксид бария-меди» (REBCO). Разработка более мощных магнитов HTS позволит термоядерным электростанциям использовать более тонкие магнитные катушки, генерируя плазму с большей плотностью.

«GA рада сотрудничеству с Tokamak Energy в области магнитов HTS, — сказала старший вице-президент GA Ананта Кришнан. «Tokamak Energy является лидером в области моделирования, проектирования и прототипирования высокотемпературных магнитов, а GA обладает опытом в разработке и производстве сверхпроводящих магнитов большого размера для термоядерных приложений».

«У GA есть значительный опыт, знания и возможности для производства больших сверхпроводящих магнитов в больших масштабах», — сказал Уоррик Мэтьюз, управляющий директор Tokamak Energy. «Tokamak Energy разрабатывает технологии HTS для термоядерного синтеза уже более десяти лет. Интеграция этих дополнительных возможностей обещает ускорить разработку и производство технологий HTS в дополнительных областях, таких как авиация, военно-морские, космические и медицинские приложения».

Дорожная карта Tokamak Energy предназначена для коммерческих термоядерных электростанций, развернутых в середине 2030-х годов. Чтобы достичь этого, планируется завершить ST80-HTS в 2026 году, «чтобы продемонстрировать весь потенциал высокотемпературных сверхпроводящих магнитов» и сообщить о проекте своей экспериментальной термоядерной установки ST-E1, которая должна продемонстрировать способность поставлять электроэнергии – до 200 МВт полезной электрической мощности – в начале 2030-х гг.

Сотрудничество в стеллараторах

Институт физики плазмы Макса Планка (IPP) подписал соглашение о сотрудничестве с мюнхенской компанией Proxima Fusion, которая была выделена из IPP ранее в этом году и была основана командой, в которую входят шесть бывших ученых IPP, для дальнейшего развития концепции стелларатора. для термоядерной энергии. Proxima Fusion намеревается спроектировать термоядерную электростанцию ​​на основе исследований IPP.

«Благодаря этому сотрудничеству Proxima Fusion будет в первую очередь продвигать технологические подходы, а IPP внесет свои ноу-хау в качестве ведущего в мире института в области физики звезд», — говорится в сообщении IPP.

Институт является единственным учреждением в мире, которое проводит исследования обеих основных концепций термоядерного синтеза с магнитным удержанием с помощью крупномасштабных экспериментов: он управляет токамаком ASDEX Upgrade в Гархинге недалеко от Мюнхена и стелларатором Wendelstein 7-X в Грайфсвальде. .

Токамак основан на однородной форме тороида, тогда как стелларатор скручивает эту форму в виде восьмерки. IPP отмечает, что преимущество стеллараторов заключается в том, что они могут работать непрерывно, в отличие от импульсных токамаков, и обладают лучшими свойствами стабильности плазмы.

В феврале стелларатору Wendelstein 7-X впервые удалось создать высокоэнергетическую плазму, которая длилась восемь минут. Установка предназначена для генерации плазменных разрядов длительностью до 30 минут в ближайшие годы. Ученые также работают в области оптимизации стеллараторов в отделе теории стеллараторов IPP в Грайфсвальде.

«С помощью нашего исследования мы хотим и дальше развивать стеллараторы для достижения зрелости приложений», — сказала научный директор IPP Сибилла Гюнтер. «Благодаря технологической направленности Proxima Fusion мы видим большую синергию в сотрудничестве и надеемся на совместную работу в рамках государственно-частного партнерства».

Исследовано и написано World Nuclear News

---

---