Στο ΜΙΤ με τη βοήθεια ερευνητών της βιομηχανίας, μια άσκηση των σπουδαστών, οδήγησε σε μια καινοτόμο λύση σε μία από τις μακρόχρονες προκλήσεις που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη των πρακτικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής σύντηξης. Βρήκαν τον τρόπο να απαλλαγούμε από την υπερβολική θερμότητα που θα μπορούσε να προκαλέσει δομική βλάβη σ’ένα εργοστάσιο.
Η νέα λύση κατέστη δυνατή με μια καινοτόμο προσέγγιση στους συμπαγείς αντιδραστήρες σύντηξης, χρησιμοποιώντας υπεραγώγιμους μαγνήτες υψηλής θερμοκρασίας. Αυτή η μέθοδος αποτέλεσε τη βάση για ένα τεράστιο νέο ερευνητικό πρόγραμμα που ξεκίνησε φέτος στο MIT και τη δημιουργία μιας ανεξάρτητης εταιρείας για την ανάπτυξη της έννοιας. Ο νέος σχεδιασμός, σε αντίθεση με αυτόν των τυπικών μονάδων σύντηξης, θα επέτρεπε να ανοίξει ο εσωτερικός θάλαμος της συσκευής και να αντικατασταθούν τα κρίσιμα εξαρτήματα. αυτή η ικανότητα είναι απαραίτητη για τον νέο προτεινόμενο μηχανισμό αποστράγγισης θερμότητας.
Η νέα προσέγγιση παρουσιάζεται λεπτομερώς σε ένα άρθρο του περιοδικού Fusion Engineering and Design, το οποίο συντάχθηκε από τον Adam Kuang, πτυχιούχο από την τάξη αυτή, μαζί με 14 άλλους φοιτητές του MIT, μηχανικούς της Mitsubishi Electric Research Laboratories και Commonwealth Fusion Systems και τον καθηγητή Dennis Whyte, διευθυντής του Science and Fusion Center του MIT, ο οποίος δίδαξε την τάξη.
Στην ουσία, εξηγεί ο Whyte, η αποβολή θερμότητας από το εσωτερικό μιας μονάδας σύντηξης μπορεί να συγκριθεί με το σύστημα εξάτμισης ενός αυτοκινήτου. Στο νέο σχεδιασμό, ο “σωλήνας εξάτμισης” είναι πολύ μακρύτερος και ευρύτερος από ότι είναι δυνατός σε οποιοδήποτε από τα σημερινά σχέδια σύντηξης, καθιστώντας τον πολύ πιο αποτελεσματικό στην απόρριψη της ανεπιθύμητης θερμότητας. Όμως, η μηχανική που απαιτείται για να γίνει αυτό είναι δυνατόν να απαιτηθεί μια πολύπλοκη ανάλυση και η αξιολόγηση πολλών δεκάδων πιθανών εναλλακτικών λύσεων σχεδιασμού.
Ο σωλήνας χρησιμοποιεί την αντίδραση που τροφοδοτεί τον ίδιο τον ήλιο, διατηρώντας την υπόσχεση ότι θα παράγει τελικά καθαρό, άφθονο ηλεκτρισμό χρησιμοποιώντας καύσιμο που προέρχεται από το θαλασσινό νερό-δευτέριο, μια βαριά μορφή υδρογόνου και λίθιου – έτσι η παροχή καυσίμου είναι ουσιαστικά απεριόριστη.
Το μεγαλύτερο μέρος της ενέργειας που παράγεται μέσα σε έναν αντιδραστήρα σύντηξης εκπέμπεται με τη μορφή νετρονίων, τα οποία θερμαίνουν ένα υλικό που περιβάλλει το πλαστικό συγχώνευσης, που ονομάζεται κουβέρτα. Σε μια μονάδα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αυτή η θερμαινόμενη κουβέρτα θα μπορούσε με τη σειρά της να χρησιμοποιηθεί για να οδηγήσει μια γεννήτρια στροβίλου. Αλλά περίπου το 20 τοις εκατό της ενέργειας παράγεται με τη μορφή θερμότητας στο ίδιο το πλάσμα, το οποίο με κάποιο τρόπο πρέπει να διαχέεται για να εμποδίσει την τήξη των υλικών που σχηματίζουν τον θάλαμο.
“Είναι πραγματικά μια επανάσταση για ένα σχέδιο ηλεκτροπαραγωγής”, λέει. Όχι μόνο οι υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας που χρησιμοποιούνται στους μαγνήτες σχεδιασμού του ARC επιτρέπουν μια συμπαγή, υψηλής ισχύος μονάδα παραγωγής ενέργειας, αλλά παρέχουν επίσης πολλές επιλογές για τη βελτιστοποίηση του σχεδιασμού με διάφορους τρόπους -συμπεριλαμβανομένου και αυτού του νέου σχεδίου εκτροπής.
“Αυτό ανοίγει νέους δρόμους στο να σκεφτόμαστε τους εκτροπείς και τη διαχείριση της θερμότητας σε μια συσκευή σύντηξης”, λέει ο Whyte.
με Αριθμό Μητρώου 12691
