Δοκιμάστηκε επιτυχώς μια τεχνολογία μαγνητών «plug-and-socket» από μηχανικούς του προγράμματος STEP του Ηνωμένου Βασιλείου (Interesting Engineering)
Οι μηχανικοί του προγράμματος STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) του Ηνωμένου Βασιλείου δοκίμασαν με επιτυχία μια τεχνολογία μαγνητών «plug-and-socket».
Αυτή η ανακάλυψη αναμένεται να μειώσει σημαντικά το κόστος και την πολυπλοκότητα της λειτουργίας των σταθμών παραγωγής ενέργειας σύντηξης, αντιμετωπίζοντας μία από τις κύριες μηχανικές προκλήσεις του σχεδιασμού των tokamak.
Η τελευταία εξέλιξη (κοινοποιήθηκε στο Interesting Engineering μέσω email), περιλαμβάνει την επιτυχημένη δοκιμή των Επανατοποθετούμενων Αρθρώσεων (RMJs) - ακριβών συνδέσεων που επιτρέπουν την αποσυναρμολόγηση και την επανασυναρμολόγηση ογκωδών μαγνητών σύντηξης για συντήρηση.
Παραδοσιακά, οι μαγνήτες σύντηξης κατασκευάζονται ως συμπαγείς, μόνιμες δομές, γεγονός που καθιστά οποιαδήποτε εσωτερική επισκευή ή αντικατάσταση εξαρτημάτων απίστευτα αργή, πολύπλοκη και δαπανηρή.
Χρησιμοποιώντας αυτές τις ακριβείς αρθρώσεις, τμήματα ενός μαγνήτη μπορούν να αποσυναρμολογηθούν όπως οι σύνδεσμοι βιομηχανικής κλίμακας, αντιμετωπίζοντας ένα εμπόδιο που εδώ και καιρό εμποδίζει τις εμπορικές προοπτικές για την ενέργεια σύντηξης.
Η ομάδα μαγνητών STEP, σε συνεργασία με την Αρχή Ατομικής Ενέργειας του Ηνωμένου Βασιλείου (UKAEA) και τις Λύσεις Βιομηχανικής Σύντηξης του ίδιου κράτους (UKIFS), παρουσίασε επίσης ένα νέο μηχανικό σύστημα σύσφιξης για την υποστήριξη αυτών των συνδέσεων. Για να συμβεί σύντηξη, το καύσιμο πρέπει να συγκρατείται στη θέση του από εξαιρετικά ισχυρά μαγνητικά πεδία.
Αυτοί οι μαγνήτες πρέπει όχι μόνο να αποδίδουν σε υψηλά επίπεδα, αλλά και να αντέχουν τις τεράστιες μηχανικές δυνάμεις που παράγονται κατά τη λειτουργία.
Τι χρησιμοποιεί το νέο σύστημα
Το νέο σύστημα χρησιμοποιεί έναν εξειδικευμένο σφιγκτήρα με βάση την ουροδόχο κύστη, γεμάτο με ένα υγρό που διαστέλλεται καθώς παγώνει κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ψύξης.
Αυτή η διαστολή δημιουργεί μια ομοιόμορφη πίεση επαφής στις ηλεκτρικές διεπαφές σε κρυογονικές θερμοκρασίες, διασφαλίζοντας ότι οι μαγνήτες παραμένουν σταθεροί και αποδοτικοί.
Αυτή η καινοτομία επιτρέπει ταχύτερη και πιο στοχευμένη συντήρηση, μειώνοντας παράλληλα σημαντικά τον χρόνο διακοπής λειτουργίας του εργοστασίου για να βελτιωθεί η συνολική διαθεσιμότητα.
Η τεχνολογία μειώνει το λειτουργικό κόστος και το κόστος ζωής και υποστηρίζει την ανάπτυξη συμπαγών, υψηλής απόδοσης συστημάτων μαγνητών που είναι απαραίτητα για εμπορικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας.
Υιοθέτηση σε μελλοντικούς σταθμούς σύντηξης
Το σύστημα σύσφιξης προετοιμάζεται επί του παρόντος για κατοχύρωση με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας, με σκοπό την υιοθέτησή του σε μελλοντικά σχέδια σταθμών παραγωγής ενέργειας σύντηξης πέραν του προγράμματος STEP.
Μελέτες κατασκευής που διεξήχθησαν παράλληλα με τις δοκιμές έδειξαν ότι αυτές οι συνδέσεις μπορούν να παραχθούν χρησιμοποιώντας διάφορες βιομηχανικές τεχνικές.
Αυτή η ποικιλία στις μεθόδους παραγωγής βοηθά στην ελαχιστοποίηση του κινδύνου μελλοντικής παραγωγής μεγάλης κλίμακας και υποστηρίζει την ανάπτυξη μιας ισχυρής αλυσίδας εφοδιασμού εντός του Ηνωμένου Βασιλείου.
Ο δρόμος προς το 2040 για την STEP
«Η STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) Fusion αναπτύσσει ένα πρωτότυπο εργοστάσιο σύντηξης στο West Burton στο Nottinghamshire, με τη φιλοδοξία να παράγει ηλεκτρική ενέργεια για το δίκτυο τη δεκαετία του 2040», τόνισαν οι μηχανικοί σε δελτίο Τύπου.
Αυτό το χρονοδιάγραμμα απαιτεί τη μετάβαση της τεχνολογίας σύντηξης από ένα εργαστηριακό πείραμα σε μια αξιόπιστη πηγή ενέργειας βιομηχανικής κλίμακας.
Ένα από τα βασικά εμπόδια σε αυτή τη μετάβαση είναι η διασφάλιση ότι τα εξαρτήματα του αντιδραστήρα δεν είναι μόνο ισχυρά, αλλά και συντηρήσιμα για αρκετές δεκαετίες συνεχούς λειτουργίας.
Οι τρέχουσες δοκιμές στο Ηνωμένο Βασίλειο επικεντρώνονται στον τρόπο με τον οποίο πολλαπλές αρθρώσεις λειτουργούν μαζί σε ρεαλιστικά, ειδικά για τη σύντηξη μαγνητικά περιβάλλοντα. Αυτές οι δοκιμές στοχεύουν στην προσομοίωση των ακραίων συνθηκών που θα αντιμετωπίσουν οι μαγνήτες κατά τη διάρκεια μιας πλήρους αντίδρασης σύντηξης.
«Αποδείχνοντας ότι οι μαγνήτες μπορούν να είναι τόσο ισχυροί όσο και συντηρήσιμοι, το STEP αντιμετωπίζει ένα από τα βασικά εμπόδια στη μετατροπή της σύντηξης από ένα πείραμα σε μια αξιόπιστη πηγή καθαρής ενέργειας», κατέληξε το δελτίο Τύπου.
www.worldenergynews.gr
