Магнитная технология Tokamak Energy будет испытана в США: New Nuclear

Jan 31, 2024

28 апреля 2023 г.

Британская компания Tokamak Energy отправит свою криостатную систему гамма-излучения в лаборатории Сандиа Министерства энергетики США в Альбукерке, штат Нью-Мексико, чтобы ее можно было подвергнуть экстремальным условиям для проверки работоспособности термоядерной электростанции на протяжении всего срока службы.

Компания из Оксфордшира заявила, что для создания термоядерной энергии необходимы сильные магнитные поля для удержания и контроля водородного топлива, которое внутри токамака становится плазмой в несколько раз более горячей, чем Солнце. Хотя большая часть излучения нейтронов плазмы высокой энергии будет поглощаться защитой токамака, магниты должны быть способны противостоять вторичному гамма-излучению, чтобы поддерживать эффективную работу электростанции.

Tokamak Energy построила и ввела в эксплуатацию свою специализированную систему криостата гамма-излучения — вакуумное устройство для обеспечения теплоизоляции магнитов — в рамках своей миссии по обеспечению термоядерной энергии в 2030-х годах.

В нем говорится, что испытательная система теперь будет разобрана, отправлена ​​и восстановлена ​​на Установке гамма-облучения (GIF), расположенной в Sandia Laboratories, которая является одним из немногих мест в мире, где можно разместить систему, одновременно подвергая воздействию высокотемпературной сверхпроводимости Tokamak Energy (HTS). ) магниты к мощности представительной дозы гамма-излучения электростанции, достаточной по интенсивности и энергии.

Исследования и анализ наборов отдельных магнитов будут проводиться в течение шести месяцев на объекте в Нью-Мексико, который настолько мощный, что может провести испытание на 60-летний срок службы всего за две недели.

«Наша новаторская магнитная технология должна выдерживать экстремальные условия, чтобы обеспечить работу термоядерных электростанций в будущем», — сказал Род Бейтман, менеджер по разработке магнитов HTS в Tokamak Energy. «Специализированная лаборатория Сандия идеально подходит для проверки прочности и производительности магнитов при воздействии гамма-излучения. Сейчас важно расширить границы, поскольку мы расширяем нашу деятельность в направлении коммерческого термоядерного синтеза».

Дон Хэнсон, руководитель установки GIF в Национальной лаборатории Сандия, добавил: «GIF — это уникальная установка, которая может поставлять высокие дозы гамма-излучения на крупные испытательные объекты. Мы с нетерпением ждем сотрудничества с Tokamak Energy для продвижения термоядерных технологий».

В феврале Tokamak Energy объявила, что создала первый в мире комплект HTS-магнитов нового поколения, который будет собран и испытан в сценариях, связанных с термоядерными электростанциями. Его новая установка Demo4 состоит из 44 отдельных магнитных катушек, изготовленных с использованием 38 километров инновационной ленты HTS, которая пропускает токи с нулевым электрическим сопротивлением и требует в пять раз меньше мощности охлаждения, чем традиционные сверхпроводящие материалы.

Ленты HTS представляют собой многослойные проводники, изготовленные в основном из прочных и проводящих металлов, но с важным внутренним покрытием из сверхпроводящего материала «редкоземельного оксида бария и меди» (REBCO). Ленты обычно имеют ширину 12 мм и толщину менее 0,1 мм, при этом REBCO наносится в виде тонкого покрытия. При намотке в катушки ленты HTS могут генерировать гораздо более сильные магнитные поля, чем обычные сверхпроводящие магниты, занимая при этом гораздо меньше места и требуя гораздо меньше мощности охлаждения.

Дорожная карта Tokamak Energy предназначена для коммерческих термоядерных электростанций, ввод в эксплуатацию которых запланирован на середину 2030-х годов. Чтобы достичь этого, планируется завершить ST80-HTS в 2026 году, «чтобы продемонстрировать весь потенциал высокотемпературных сверхпроводящих магнитов» и предоставить информацию для проектирования пилотной термоядерной установки ST-E1, которая призвана продемонстрировать способность поставлять электроэнергии – производя до 200 МВт чистой электроэнергии – в начале 2030-х годов.

В январе компания Tokamak заявила, что подписала соглашение с японской компанией Furukawa Electric на поставку «нескольких сотен километров» ленты HTS для прототипа термоядерного устройства ST80-HTS. Лента HTS была разработана и поставляется компанией Furukawa, а производство ленты ведется на площадке группы SuperPower Inc в Нью-Йорке, США.

Исследование и публикация World Nuclear News

WNN — общественная информационная служба Всемирной ядерной ассоциации.