Onderzoekers van het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) van het Amerikaanse Department of Energy hebben een nieuwe manier gevonden om kleine, krachtige magneten voor fusiereactoren te produceren. De technologie wordt gekenmerkt door eenvoud en betrouwbaarheid, wat belooft het uiterlijk van commerciële thermonucleaire reactoren en open toegang tot oneindige en schone energie voor de mensheid dichterbij te brengen.
Tegenwoordig worden magneten op basis van supergeleiding bij lage temperatuur (zelden gewone koperen) gemaakt voor alle soorten thermonucleaire onderzoeksreactoren en ook voor de ITER-reactor. Helaas beperkt supergeleiding bij lage temperatuur sterk de maximaal mogelijke grootte van het magnetische veld, waardoor supergeleidende magneten zeer groot moeten worden gemaakt, en dit leidt tot een toename van de omvang van thermonucleaire reactoren met alle negatieve gevolgen van de economie van processen.
De oplossing kan supergeleiding bij hoge temperatuur zijn, waardoor de intensiteit van magnetische velden kan worden vermenigvuldigd en de grootte van de magneten zelf kan worden verkleind. Hoe minder magneten, hoe compacter het actieve werkgebied van de thermonucleaire reactor. Dergelijke reactoren zijn gemakkelijk te onderhouden en economisch in gebruik. Een groep wetenschappers van het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) samen met collega's van Advanced Conductor Technologies, de University of Colorado in Boulder en het National High Magnetic Field Laboratory in Tallahassee, Florida, werkten in deze richting.
Onderzoekers hebben een technologie ontwikkeld om compacte supergeleidende magneten te produceren met twee belangrijke verbeteringen. Eerst selecteerden ze materialen om geleidbaarheid bij hoge temperaturen te creëren. Ten tweede is de technologie ontwikkeld om spoelen van een bepaalde vorm te maken zonder het gebruik van isolatiematerialen. De supergeleidende draad zonder isolatie wordt eenvoudig in de groeven aan de basis van de spoel geplaatst en dit maakt het maken van magneten vele malen eenvoudiger.
"De kosten van het wikkelen van de spoelen zijn veel lager omdat we niet het dure en foutgevoelige proces van vacuümimpregnatie met epoxyhars hoeven te doorlopen", aldus de hoofdonderzoeker. "In plaats daarvan wind je de geleider rechtstreeks op het formulier van de spoel."
Deze ontwikkeling is vooral belangrijk voor de ontwikkeling van zogenaamde bolvormige tokamaks, die uiterlijk op een appel lijken en niet op een bagel van een klassieke tokamak. Voor bolvormige tokamaks is de grootte van primair belang. Dergelijke reactoren kunnen vrij compact zijn, maar hun magnetische velden hebben een zeer complexe vorm, die hoge eisen stelt aan de magneten. Compacte magneten kunnen deze problemen oplossen en hopelijk gaat het vroeg of laat gebeuren.
U kunt Oekraïne helpen vechten tegen de Russische indringers. De beste manier om dit te doen is door geld te doneren aan de strijdkrachten van Oekraïne via Red het leven of via de officiële pagina NBU.
Lees ook: