热点关注:  
放射性同位素 粒子加速器 辐照杀菌 无损检测 高新核材 辐射成像 放射诊疗 辐射育种 食品辐照保鲜 废水辐照 X射线 中广核技 中国同辐

悬浮偶极场磁约束迎来里程碑,OpenStar Technologies超导磁体制造完成

2024-11-02 13:48     来源:CNF     悬浮偶极场磁约束 超导磁体制造 核技术

10月27日,位于新西兰惠灵顿的商业聚变公司OpenStar Technologies宣布,其计划建造的悬浮偶极场反应堆(LDR)的核心部件-超导磁体“Junior”已制造完成并开始通电测试,这也标志着悬浮偶极场聚变装置迎来了首个里程碑时刻。

Junior重达半吨,呈“甜甜圈形”,由14个使用ReBCO超导体的非绝缘线圈组成,每个线圈缠绕长达100圈,交替使用高温超导胶带和焊膏层,然后将线圈放入温控烘箱中,以均匀分布焊料。为了保证质量,它们在液氮(77K)中进行了测试并使用FEM(有限元建模)进行最终验证。线圈在30-50K的温度范围内以1.44KA的电流运行,达到5.6T的峰值并存储0.5MJ的能量。

Junior将会在没有连接外部电源的情况下,在真空室中间悬浮,同时产生约束等离子体。

Junior的结构设计可承受74吨的压缩力,可抵抗可能导致自爆的应力。大约一半的ReBCO导体用于形成中间线圈组的内线圈,其余线圈位于磁体的顶部和底部。更重要的是,该结构还必须保护容纳板载电源的零场区域。由于板载电源仅提供有限的功率,因此磁体必须间歇性地重新对接和充电。为此,OpenStar使用带有氦气回路的传导冷却,以保持达到磁体的低温工作温度。

想要使得超导磁体悬浮相对容易,首先利用机器将Junior吊装到位,然后用腔室顶部的第二个较小的磁体(即托举磁体)使超导磁体保持在悬浮位置。但是想要把悬浮磁体上的电源、电子设备和通信设备等子系统集成到一个不受磁场穿透的空腔中,这是具有挑战性的。为了实现线圈和子系统的最佳布置,OpenStar开发了一款用于悬浮偶极场的新型高温超导电源,并部署了一种称为差分进化的遗传算法,使得Junior在板载电源所在的磁腔中拥有接近零的磁场区域。

Junior拥有两个特点:一是允许无障碍约束,这类似于地球的磁层。这种甜甜圈形技术会产生一个向外延伸的动态磁场,从而在高能环境中实现有效的等离子体控制;二是其使用高温超导材料,与传统聚变装置相比,与传统的低温超导体相比,它对高温的耐受性更强,这一进步允许其在液氮水平下运行,在优化了能源效率和等离子体约束能力的同时,并降低了冷却系统的成本和复杂性。



推荐阅读

印度快中子增殖原型堆将于2025年底投运

印度原子能部部长吉坦德拉·辛格(Jitendra Singh)在议会会议上表示,位于卡尔帕卡姆(Kalpakkam)的快中子增殖原型堆(500MWe)将于2025年底投运 2024-12-10

ALICE 首次发现超氦-4 反物质伴星证据

ALICE 首次发现超氦-4 反物质伴星的证据,这一发现也首次证明 LHC 中存在最重反物质超核 2024-12-10

新闻联播关注生产辐照电缆的“共享车间”

党的二十届三中全会提出,要建设一批行业共性技术平台,加快产业模式和企业组织形态变革。河北以共享车间为抓手,打造一系列共享平台,让中小企业抱团向精细化、专业化转型升级,助力县域特色产业集群高质量发展。河北邢台宁晋县的电线电缆产业比较集中,作为传统产业,如何高质量发展?在这里,共享车间成了新抓手。记者看到,在新建的共享车间里,不少企业排队对产品进行加工。辐照是特种电缆生产的关键工艺,但加工设备昂贵,中小企业难以独自负担。当地... 2024-12-10

韩国原子能研究所开发粒子束注入技术以提高商用半导体基板上的电荷迁移率

影响半导体性能的因素有很多,电荷在半导体器件中传播的速度也是其中之一,因此商业用途中提高半导体的电荷迁移率仍然是一个挑战。 然而,韩国原子能研究所最近利用粒子束解决这一问题引发人们的关注。照片 1. 韩国原子能研究所的 Jun-gyu Park 博士团队开发了一种利用粒子束提高半导体性能的技术。韩国原子能研究院质子科学研究中心10日宣布,已成功开发出一种通过将氮粒子束注入硅基板上的商用半导体来大幅提高电荷迁移率的技术 。粒子束... 2024-12-10

美国 Terrestrial Energy与 EnergySolutions签约合作部署IMSR

陆地能源公司整体式熔盐反应堆工厂的可视化整体式熔盐反应堆 (IMSR) 开发商美国 Terrestrial Energy 公司与 EnergySolutions 公司签署了一份谅解备忘录 (MOU),合作在 EnergySolutions 所属场地选址和部署 IMSR 工厂。IMSR 设计为每核单元 442 MWt(IMSR400)小型模块化熔盐燃料、石墨慢化、热谱反应堆。Terrestrial Energy 开发了一种双单元配置,可提供 884 MWt/390 MWe。该设计的特点是完全密封的反应堆容器 2024-12-10

阅读排行榜