Forscher des Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) des US-Energieministeriums haben einen neuen Weg gefunden, um kleine, leistungsstarke Magnete für Fusionsreaktoren herzustellen. Die Technologie zeichnet sich durch Einfachheit und Zuverlässigkeit aus, was verspricht, das Erscheinen kommerzieller thermonuklearer Reaktoren näher zu bringen und der Menschheit den Zugang zu unendlicher und sauberer Energie zu eröffnen.
Heute werden Magnete auf Basis von Niedertemperatur-Supraleitung (selten gewöhnliche Kupfermagnete) für thermonukleare Forschungsreaktoren aller Art und auch für den ITER-Reaktor hergestellt. Leider schränkt die Niedertemperatur-Supraleitung die maximal mögliche Größe des Magnetfelds stark ein, was dazu zwingt, supraleitende Magnete sehr groß zu machen, und dies führt zu einer Vergrößerung der Größe von thermonuklearen Reaktoren mit allen negativen Folgen der Wirtschaftlichkeit von Prozessen.
Die Lösung könnte Hochtemperatur-Supraleitung sein, die es ermöglicht, die Intensität von Magnetfeldern zu vervielfachen und die Größe der Magnete selbst zu reduzieren. Je weniger Magnete, desto kompakter der aktive Arbeitsbereich des thermonuklearen Reaktors. Solche Reaktoren sind einfach zu warten und wirtschaftlich zu betreiben. Eine Gruppe von Wissenschaftlern des Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) arbeitete zusammen mit Kollegen von Advanced Conductor Technologies, der University of Colorado in Boulder und dem National High Magnetic Field Laboratory in Tallahassee, Florida, in diese Richtung.
Forscher haben eine Technologie zur Herstellung kompakter supraleitender Magnete mit zwei wesentlichen Verbesserungen entwickelt. Zuerst wählten sie Materialien aus, um Hochtemperaturleitfähigkeit zu erzeugen. Zweitens wurde die Technologie entwickelt, Spulen mit einer bestimmten Form ohne Verwendung von Isoliermaterialien herzustellen. Der supraleitende Draht ohne Isolierung wird einfach in die Nuten am Spulenboden eingelegt und erleichtert so die Herstellung von Magneten um ein Vielfaches.
„Die Kosten für das Wickeln der Spulen sind viel geringer, weil wir nicht den teuren und fehleranfälligen Prozess der Vakuumimprägnierung mit Epoxidharz durchlaufen müssen“, sagte der leitende Forscher. „Stattdessen wickelt man den Leiter direkt von der Spule auf die Form.“
Diese Entwicklung ist besonders wichtig für die Entwicklung sogenannter kugelförmiger Tokamaks, die äußerlich wie ein Apfel aussehen und nicht wie ein Bagel eines klassischen Tokamaks. Bei kugelförmigen Tokamaks ist die Größe von größter Bedeutung. Solche Reaktoren können sehr kompakt sein, aber ihre Magnetfelder haben eine sehr komplexe Form, was strenge Anforderungen an die Magnete stellt. Kompakte Magnete können diese Probleme lösen und man möchte hoffen, dass dies früher oder später der Fall sein wird.
Sie können der Ukraine helfen, gegen die russischen Invasoren zu kämpfen. Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, Gelder an die Streitkräfte der Ukraine zu spenden Das Leben retten oder über die offizielle Seite NBU.
Lesen Sie auch: