La tecnologia dei magneti Tokamak Energy sarà testata negli USA: New Nuclear

Jan 31, 2024

28 aprile 2023

Tokamak Energy del Regno Unito invierà il suo sistema criostato a radiazioni gamma ai Sandia Laboratories del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti ad Albuquerque, nel Nuovo Messico, in modo che possa essere esposto a condizioni estreme per testare le prestazioni della centrale elettrica a fusione.

La società con sede nell’Oxfordshire ha affermato che la creazione di energia da fusione richiede forti campi magnetici per confinare e controllare l’idrogeno combustibile, che diventa un plasma molte volte più caldo del Sole all’interno di un tokamak. Sebbene la maggior parte delle radiazioni provenienti dai neutroni del plasma ad alta energia verranno assorbite dalla schermatura del tokamak, i magneti devono essere in grado di resistere ai raggi gamma secondari per mantenere il funzionamento efficiente della centrale elettrica.

Tokamak Energy ha costruito e messo in servizio il suo sistema criostato specializzato a radiazioni gamma – un dispositivo a vuoto per fornire isolamento termico ai magneti – come parte della sua missione di fornire energia da fusione negli anni ’30.

Ha affermato che il sistema di test sarà ora smontato, spedito e ricostruito presso la Gamma Irradiation Facility (GIF) con sede presso i Sandia Laboratories, che è uno dei pochi posti al mondo in grado di ospitare il sistema esponendo allo stesso tempo i superconduttori ad alta temperatura (HTS) di Tokamak Energy. ) magneti a una centrale elettrica tassi di dose rappresentativi - sufficienti in intensità ed energia - di radiazioni gamma.

La ricerca e l'analisi su gruppi di singoli magneti dureranno sei mesi presso la struttura del New Mexico, che è così potente da poter eseguire un test di durata di 60 anni in sole due settimane.

"La nostra tecnologia pionieristica dei magneti deve resistere a condizioni estreme per mantenere in funzione le centrali elettriche a fusione in futuro", ha affermato Rod Bateman, responsabile dello sviluppo dei magneti HTS presso Tokamak Energy. "Il laboratorio specializzato Sandia è idealmente configurato per testare la durata e le prestazioni dei magneti quando esposti a radiazioni gamma. È essenziale superare i limiti ora mentre ampliamo le nostre operazioni verso la fusione commerciale."

Don Hanson, supervisore della struttura GIF presso il Sandia National Laboratory, ha aggiunto: "La GIF è una struttura unica in grado di fornire alte dosi di radiazioni gamma a grandi oggetti di prova. Non vediamo l'ora di lavorare con Tokamak Energy per far avanzare le tecnologie di fusione".

A febbraio, Tokamak Energy ha annunciato di aver costruito un primo set al mondo di magneti HTS di nuova generazione da assemblare e testare in scenari rilevanti per le centrali a fusione. La sua nuova struttura Demo4 è composta da 44 bobine magnetiche individuali prodotte utilizzando 38 chilometri di nastro HTS innovativo, che trasporta correnti con resistenza elettrica pari a zero e richiede una potenza di raffreddamento cinque volte inferiore rispetto ai tradizionali materiali superconduttori.

I nastri HTS sono conduttori multistrato costituiti principalmente da metalli resistenti e conduttivi, ma con un rivestimento interno fondamentale di materiale superconduttore "ossido di rame bario terre rare" (REBCO). I nastri sono generalmente larghi 12 mm e spessi meno di 0,1 mm, con REBCO depositato come rivestimento sottile. Quando avvolti in bobine, i nastri HTS possono generare campi magnetici molto più elevati rispetto ai tradizionali magneti superconduttori, occupando molto meno spazio e richiedendo una potenza di raffreddamento molto inferiore.

La tabella di marcia di Tokamak Energy riguarda le centrali elettriche a fusione commerciale installate a metà degli anni '30. Per arrivarci, il piano è il completamento dell'ST80-HTS nel 2026 "per dimostrare il pieno potenziale dei magneti superconduttori ad alta temperatura" e per informare la progettazione del suo impianto pilota di fusione, ST-E1, che dovrebbe dimostrare la capacità di fornire elettricità – producendo fino a 200 MW di potenza elettrica netta – all’inizio degli anni ’30.

A gennaio, Tokamak ha dichiarato di aver firmato un accordo con la giapponese Furukawa Electric per la fornitura di "diverse centinaia di chilometri" di nastro HTS per il suo prototipo di dispositivo di fusione ST80-HTS. Il nastro HTS è stato sviluppato e viene fornito da Furukawa, con la produzione del nastro in corso presso lo stabilimento del gruppo SuperPower Inc a New York, negli Stati Uniti.

Ricercato e scritto da World Nuclear News

WNN è un servizio di informazione pubblica della World Nuclear Association