سوپر مغناطیس 100,000 برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین برای نزدیک‌تر کردن انرژی هسته‌ای
شرکت کامنولث فیوژن سیستمز، مستقر در ماساچوست، که بزرگترین شرکت خصوصی فیوژن در جهان است، به یک دستاورد کلیدی در مسیر تولید انرژی برای شبکه دست یافته است. اوایل این هفته، این شرکت به موفقیت آزمایش مدل سیمپیچ مرکزی سولنوئید (CSMC) که جزء حیاتی طراحی رآکتور توکامک SPARC است و ممکن است روزی به تولید انرژی بدون کربن کمک کند، دست یافت.
فناوری فیوژن هسته‌ای می‌تواند انرژی نامحدودی را بدون تولید هیچ گونه آلاینده کربن یا زباله رادیواکتیوی سطح بالا آزاد کند. تکرار فرآیندی که ستارگان را در اینجا روی زمین نیرو می‌دهد چالش‌برانگیز بوده، اما ما تسلیم نشده‌ایم.
در روند حرکت به سمت اقتصادی پاک‌تر، تحقیقات فیوژن هسته‌ای از حمایت بیشتری از طریق کمک‌های دولتی و بودجه سرمایه‌گذاری برخوردار شده است. گزارش‌ها نشان می‌دهند که استارتاپ‌های فیوژن تا کنون بیش از 7 میلیارد دلار جمع‌آوری کرده‌اند چرا که آن‌ها به‌دنبال به‌تجاری‌سازی فناوری برای تولید انرژی هستند.
از زمان تاسیس در سال 2018، کامنولث فیوژن سیستمز (CFS) به‌تنهایی 2 میلیارد دلار جمع‌آوری کرده است که آن را به بزرگترین شرکت فیوژن هسته‌ای در جهان تبدیل کرده است. با تست موفقیت‌آمیز CSMC، CFS یک گام به تحقق اهداف فیوژن هسته‌ای خود نزدیک‌تر شده است.
دست آورد اصلی بدست‌آمده
CFS با طراحی توکامک برای رآکتور فیوژن خود کار می‌کند و پیش‌تر نیز مدل سیمپیچ میدان توریدی (TFMC) را در سال 2021 آزمایش کرد. هر دو TFMC و CSMS از مغناطیس ابررسانای دمای بالا (HTS) استفاده می‌کنند و برای کنترل پلاسما فیوژن داخل رآکتور با یکدیگر کار خواهند کرد.
آزمایش TFMC نشان داد که مغناطیس HTS می‌تواند با جریان الکتریکی ثابت عمل کند، در حالی که CSMC باید نشان می‌داد که می‌تواند با جریان‌های ضربانی که می‌توانند بالا و پایین بروند کار کند.
آزمایش همچنین نشان داد که CSMC می‌تواند میدان مغناطیسی به میزان 5.7 تسلا، حدوداً 100,000 برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی زمین، ایجاد کند. همچنین رکوردی برای انرژی ذخیره شده به‌دست‌آمده بود، به 3.7 مگاجول رسید.
تیم CFS همچنین جریان الکتریکی را به 50,000 آمپ، حداکثر جریانی که SPARC برای استفاده طراحی شده و می‌تواند 250 خانه را تامین کند، افزایش داد.
براندون سوربوم، هم‌بنیان‌گذار و مسئول علمی در CFS، در بیانیه‌ای مطبوعاتی گفت: «وقتی که ما دکمه را فشردیم و جریان را از مغناطیس عبور دادیم، به خوبی عمل کرد و همه اهداف اصلی آزمایش خود را به‌دست‌آورد. این یک گام مهم در راه به‌تجاری‌سازی است.»
دستاوردهای طول مسیر
در طول آزمایش CSMC، تیم CFS همچنین مفید بودن سیستم جدید بر مبنای فیبر نوری خود را که می‌تواند رویدادهای گرمادیدگی که ممکن است به مغناطیس آسیب برسانند، تشخیص دهد، نشان داد.
برای ساخت CSMC و TFMC، CFS همچنین ناچار به توسعه فناوری کابل HTS خود برای کنترل مغناطیس‌های پالس‌های قدرتمند شد. نام PIT VIPER روش نوآورانه تیم بود که از طراحی با عایق درونی استفاده می‌کرد؛ این کمک کرد تا گرما حتی هنگامی که جریان به سرعت در داخل مغناطیس افزایش می‌یافت به حداقل برسد.
سوربورن در بیانیه مطبوعاتی اضافه کرد: «اینکه تیم ما توانست این فناوری را از مرحله آزمایشگاهی به یک مغناطیس ابررسانا پیاده‌سازی شده در مقیاس کامل تنها در چند سال توسعه دهد، بسیار بزرگ است.»
با ساخت و آزمایش هر دو مغناطیس، تیم CFS اکنون بر ساخت SPARC در تاسیساتی در دوینس، ماساچوست تمرکز خواهد کرد. با هدف به‌دست‌آوردن پلاسما در سال 2026، CFS اهداف بلندپروازانه‌ای برای تامین انرژی فیوژن به شبکه در اوایل دهه 2030 دارد.
