17 feb. 1999
2 minuten
Op 5 september werd voor het eerst een grote supergeleidende elektromagneet op hoge temperatuur opgevoerd tot een veldsterkte van 20 tesla, het krachtigste magnetische veld in zijn soort dat ooit op aarde is gecreëerd.
De succesvolle demonstratie helpt bij het oplossen van de grootste onzekerheid in de zoektocht naar ‘s werelds eerste fusiecentrale die meer stroom kan produceren dan hij verbruikt. Het demonstratieapparaat, Sparc genaamd, moet in 2025 worden voltooid.
De belangrijkste innovatie in het MIT-CFS-fusieontwerp is het gebruik van hoge temperatuur-supergeleiders, die een veel sterker magnetisch veld in een kleinere ruimte mogelijk maken. Dit ontwerp werd mogelijk gemaakt door een nieuw soort supergeleidend materiaal dat een paar jaar geleden werd bedacht tijdens een cursus nucleaire techniek gegeven door Dennis Whyte, directeur van MIT’s Plasma Science and Fusion Center. Het idee leek zo veelbelovend dat het verder werd ontwikkeld, wat leidde tot het ontwerpconcept van de Arc-energiecentrale begin 2015. Sparc, ongeveer half zo groot als Arc, is een testmodel voor de grootschalige elektriciteitsproductie-installatie.
Tot nu toe was de enige manier om de kolossaal krachtige magnetische velden te bereiken die nodig zijn om een magnetische ‘fles’ te creëren die plasma kan bevatten dat tot honderden miljoenen graden is verwarmd, door ze steeds groter te maken. Maar het nieuwe supergeleidermateriaal voor hoge temperaturen, gemaakt in de vorm van een platte, lintachtige tape, maakt het mogelijk om een hoger magnetisch veld te bereiken in een kleiner apparaat: de prestatie is gelijk aan die die met behulp van conventionele supergeleidende lage-temperatuurmagneten zou worden bereikt in een apparaat dat 40 keer groter is. Die sprong in kracht versus grootte is het belangrijkste element in het revolutionaire ontwerp van Arc.
Proof of concept
Om het nieuwe magneetconcept in de praktijk te brengen, was drie jaar intensief werk nodig aan het ontwerp, het opzetten van toeleveringsketens en het uitwerken van productiemethoden voor magneten die uiteindelijk met duizenden moeten worden geproduceerd.
"We hebben een prototype supergeleidende magneet gebouwd. Het was veel werk om unieke productieprocessen en apparatuur te creëren. Als gevolg hiervan zijn we nu goed voorbereid om de Sparc-productie op te voeren", zegt Joy Dunn, hoofd operations bij CFS. "We zijn begonnen met een natuurkundig model en een Cad-ontwerp en hebben veel ontwikkeling en prototypes doorlopen om een ontwerp op papier om te zetten in deze echte fysieke magneet." Dat omvatte het bouwen van productiecapaciteiten en testfaciliteiten, waaronder een iteratief proces met meerdere leveranciers van de supergeleidende tape, om hen te helpen materiaal te produceren dat aan de vereiste specificaties voldeed.
De resulterende magneet bestaat uit 16 op elkaar gestapelde platen, die elk op zichzelf de krachtigste supergeleidende magneet voor hoge temperaturen ter wereld zouden zijn.
Anderen lazen ook
