Η προσπάθεια του Ηνωμένου Βασιλείου να κατασκευάσει έναν λειτουργικό σταθμό παραγωγής ενέργειας από σύντηξη έχει πλησιάσει περισσότερο στην πραγματικότητα, καθώς οι προσπάθειες μετατοπίζονται από τον σχεδιασμό στην πλήρη μηχανική και την επικύρωση του συστήματος. Σε ένα σημαντικό βήμα προς αυτή την κατεύθυνση, η UK Fusion Energy Ltd (UKFE) ανέθεσε συμβόλαιο αξίας 70 εκατομμυρίων λιρών (95 εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ) στην Tokamak Energy για τη μηχανική συστημάτων μαγνητών στο πλαίσιο του προγράμματος STEP.
Η αρχιτεκτονική των μαγνητών
Σύμφωνα με τη συμφωνία, η Tokamak Energy θα ενεργεί ως συνεργάτης συστημάτων για μαγνήτες από τον Μάρτιο του 2026 έως τον Μάρτιο του 2029, συνεργαζόμενη με την ολοκληρωμένη ομάδα της UKFE για την αρχιτεκτονική μαγνητών, τη μηχανική συστημάτων tokamak και την ενσωμάτωση με πλάσμα.
Το πρόγραμμα Spherical Tokamak for Energy Production (STEP) μεταβαίνει πρόσφατα από τον σχεδιασμό της ιδέας στην παράδοση, μετά την έγκριση της κυβέρνησης για την πλήρη ανάπτυξη του εργοστασίου. Αυτή η φάση θα επικεντρωθεί στη μετατροπή των επικυρωμένων σχεδίων σε ολοκληρωμένα υποσυστήματα που μπορούν να λειτουργούν υπό πραγματικές συνθήκες αντιδραστήρα.
Οι μαγνήτες βρίσκονται στο επίκεντρο
Οι αντιδραστήρες σύντηξης βασίζονται σε ισχυρά μαγνητικά πεδία για τη συγκράτηση και τον έλεγχο του πλάσματος, καθιστώντας τα συστήματα μαγνητών μια από τις πιο σύνθετες μηχανικές προκλήσεις. Η Tokamak Energy φέρνει εμπειρία στην ανάπτυξη μαγνητών υψηλού πεδίου και σε λειτουργικά συστήματα σύντηξης για να βοηθήσει στην αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος.
Το ST40 της εταιρείας Το σφαιρικό tokamak έχει επιδείξει ισχυρή απόδοση πλάσματος, φτάνοντας το 1 mega amp ρεύματος πλάσματος και επιτυγχάνοντας ένα από τα υψηλότερα τριπλά προϊόντα σύντηξης που έχουν καταγραφεί σε ιδιωτική συσκευή.
Έχει επίσης παραδώσει εκστρατείες υψηλής απόδοσης, συμπεριλαμβανομένης της συνεχούς λειτουργίας H-mode και σεναρίων πλάσματος με υποβοήθηση λιθίου. Παράλληλα, το σύστημα υπεραγώγιμων μαγνητών υψηλής θερμοκρασίας Demo4 της Tokamak Energy πέτυχε 11,8 Tesla σε κρυογονικές θερμοκρασίες με επτά εκατομμύρια στροφές αμπέρ.
Το σύστημα αναπαράγει μαγνητικές συνθήκες σχετικές με τη σύντηξη σε επίπεδο πλήρους διαμόρφωσης tokamak, προσφέροντας μια πλατφόρμα για τη δοκιμή της συμπεριφοράς του μαγνήτη υπό ρεαλιστικές συνθήκες.
Από την ιδέα έως την παράδοση
Το πρόγραμμα STEP έχει επίσης αναφέρει πρόοδο σε άλλους τομείς κατά το τελευταίο έτος. Σε αυτούς περιλαμβάνονται η επικύρωση του SuperX Divertor στην αναβάθμιση MAST, η ανάπτυξη χάλυβα ποιότητας σύντηξης και οι βελτιώσεις στις τεχνολογίες περιορισμού πλάσματος και μαγνητών.
Εκτός από τις τεχνικές εργασίες, το πρόγραμμα έχει ενσωματώσει εργαλεία ψηφιακού σχεδιασμού μέσω ενός νέου συστήματος Διαχείρισης Κύκλου Ζωής Προϊόντος και έχει επεκτείνει τη βάση προμηθευτών του σε πάνω από 500 εταιρείες, με το 83% να εδρεύει στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Οι εργασίες σχεδιασμού στο West Burton έχουν επίσης έχει προχωρήσει, συμπεριλαμβανομένων γεωτεχνικών ερευνών και περιβαλλοντικών αξιολογήσεων. Η συνεργασία αναμένεται να μειώσει τους κινδύνους στην ανάπτυξη μαγνητών, ένα από τα βασικά εμπόδια για την κατασκευή ενός λειτουργικού σταθμού παραγωγής ενέργειας από σύντηξη.
Οι έγκαιρες δοκιμές των συστημάτων ψύξης, της δομικής ακεραιότητας και των αλληλεπιδράσεων πολλαπλών πηνίων θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην απλοποίηση των μεταγενέστερων σταδίων σχεδιασμού και στην αποφυγή δαπανηρών επανασχεδιασμών.
Ο Dan Bishop, Εμπορικός Διευθυντής της UKFE, δήλωσε: «Αυτή η συνεργασία αφορά την από κοινού υλοποίηση. Η Tokamak Energy φέρνει τις συμπληρωματικές δεξιότητες, τις εγκαταστάσεις και την εμπειρία για να κινηθεί με ρυθμό».
Ο Warrick Matthews, Διευθύνων Σύμβουλος της Tokamak Energy, δήλωσε: «Η επιβεβαίωση της θέσης μας στο κορυφαίο παγκοσμίως πρόγραμμα σύντηξης του Ηνωμένου Βασιλείου είναι μια ημέρα υπερηφάνειας για την Tokamak Energy. Οι μαγνήτες HTS είναι μια μετασχηματιστική τεχνολογία απαραίτητη για την παράδοση συσκευών σύντηξης που παράγουν ενέργεια, όπως το STEP».
www.worldenergynews.gr
