Magnettechnologie von Tokamak Energy soll in den USA getestet werden: New Nuclear

Jan 31, 2024

28. April 2023

Tokamak Energy aus Großbritannien wird sein Gammastrahlungs-Kryostatsystem an die Sandia Laboratories des US-Energieministeriums in Albuquerque, New Mexico, schicken, damit es extremen Bedingungen ausgesetzt werden kann, um die Leistung des Fusionskraftwerks über die gesamte Lebensdauer zu testen.

Das in Oxfordshire ansässige Unternehmen sagte, dass die Erzeugung von Fusionsenergie starke Magnetfelder erfordert, um den Wasserstoffbrennstoff einzuschließen und zu kontrollieren, der in einem Tokamak zu einem Plasma wird, das um ein Vielfaches heißer ist als die Sonne. Obwohl der größte Teil der Strahlung hochenergetischer Plasmaneutronen von der Abschirmung des Tokamaks absorbiert wird, müssen die Magnete sekundären Gammastrahlen standhalten, um einen effizienten Kraftwerksbetrieb aufrechtzuerhalten.

Tokamak Energy hat im Rahmen seiner Mission, in den 2030er Jahren Fusionsenergie bereitzustellen, sein spezielles Gammastrahlungs-Kryostatsystem gebaut und in Betrieb genommen – ein Vakuumgerät zur thermischen Isolierung der Magnete.

Es hieß, dass das Testsystem nun zerlegt, versendet und in der Gamma Irradiation Facility (GIF) der Sandia Laboratories wieder aufgebaut wird. Dies ist einer der wenigen Orte auf der Welt, an denen das System untergebracht werden kann, während gleichzeitig die Hochtemperatur-Supraleitung (HTS) von Tokamak Energy freigelegt wird ) Magneten an ein Kraftwerk repräsentative Dosisraten – ausreichender Intensität und Energie – von Gammastrahlung.

Die Forschung und Analyse einzelner Magnetsätze wird sechs Monate lang in der Anlage in New Mexico laufen, die so leistungsstark ist, dass sie in nur zwei Wochen einen 60-Jahres-Lebensdauertest durchführen kann.

„Unsere bahnbrechende Magnettechnologie muss extremen Bedingungen standhalten, um Fusionskraftwerke auch in Zukunft am Laufen zu halten“, sagte Rod Bateman, HTS Magnet Development Manager bei Tokamak Energy. „Das spezialisierte Sandia-Labor ist ideal dafür konfiguriert, die Haltbarkeit und Leistung von Magneten bei Einwirkung von Gammastrahlung zu testen. Es ist jetzt wichtig, die Grenzen zu verschieben, während wir unsere Betriebe in Richtung kommerzieller Fusion ausbauen.“

Don Hanson, Leiter der GIF-Anlage am Sandia National Laboratory, fügte hinzu: „Die GIF ist eine einzigartige Anlage, die große Testobjekte mit hohen Dosen Gammastrahlung versorgen kann. Wir freuen uns auf die Zusammenarbeit mit Tokamak Energy, um Fusionstechnologien voranzutreiben.“

Im Februar gab Tokamak Energy bekannt, dass es einen weltweit ersten Satz HTS-Magnete der neuen Generation gebaut hat, der zusammengebaut und in für Fusionskraftwerke relevanten Szenarien getestet werden soll. Die neue Demo4-Anlage besteht aus 44 einzelnen Magnetspulen, die aus 38 Kilometern bahnbrechendem HTS-Band hergestellt werden, das Ströme ohne elektrischen Widerstand leitet und fünfmal weniger Kühlleistung benötigt als herkömmliche supraleitende Materialien.

Bei den HTS-Bändern handelt es sich um mehrschichtige Leiter, die hauptsächlich aus starken und leitfähigen Metallen bestehen, jedoch über eine entscheidende Innenbeschichtung aus supraleitendem Material „Seltenerd-Bariumkupferoxid“ (REBCO) verfügen. Die Bänder sind typischerweise 12 mm breit und weniger als 0,1 mm dick, wobei REBCO als dünne Schicht aufgetragen ist. Zu Spulen gewickelt können HTS-Bänder viel höhere Magnetfelder erzeugen als herkömmliche supraleitende Magnete, nehmen dabei aber deutlich weniger Platz ein und benötigen weitaus weniger Kühlleistung.

Die Roadmap von Tokamak Energy sieht vor, dass Mitte der 2030er Jahre kommerzielle Fusionskraftwerke errichtet werden. Um dorthin zu gelangen, ist die Fertigstellung von ST80-HTS im Jahr 2026 geplant, „um das volle Potenzial von Hochtemperatur-Supraleitermagneten zu demonstrieren“ und als Grundlage für das Design der Fusionspilotanlage ST-E1, die die Leistungsfähigkeit demonstrieren soll Elektrizität - die Anfang der 2030er Jahre bis zu 200 MW Nettostrom erzeugte.

Im Januar gab Tokamak bekannt, eine Vereinbarung mit dem japanischen Unternehmen Furukawa Electric über die Lieferung von „mehreren hundert Kilometern“ HTS-Band für seinen ST80-HTS-Prototyp der Fusionsanlage unterzeichnet zu haben. Das HTS-Band wurde von Furukawa entwickelt und wird von Furukawa geliefert. Die Produktion des Bandes ist am Standort der SuperPower Inc. der Gruppe in New York in den USA im Gange.

Recherchiert und geschrieben von World Nuclear News

WNN ist ein öffentlicher Informationsdienst der World Nuclear Association

WNN ist ein öffentlicher Informationsdienst der World Nuclear Association

WNN ist ein öffentlicher Informationsdienst der World Nuclear Association

WNN ist ein öffentlicher Informationsdienst der World Nuclear Association