研究人员在美国能源部(DOE)普林斯顿等离子体物理实验室(PPPL)已经找到一种方法来建立强大的磁铁比以前小,帮助机器的设计和施工,可以帮助世界上利用太阳发电不产生温室气体,导致气候变化。
科学家发现一种方式建立高温超导磁体是由导电材料与很少或没有抵抗温度比以前高。这种强大的磁铁会更容易适应紧空间内球形托卡马克装置,形状更像是一个空心的苹果比常规托卡马克装置的甜甜圈状的形状,并正在探索作为一个可能的设计未来核聚变发电厂。
自磁铁可以定位有别于其他机械的球形托卡马克中央腔控制燃料的热等离子体融合反应,研究人员可以修复他们没有采取任何其他分开。”要做到这一点,你需要一个磁铁的磁场和一个较小的规模比目前的磁铁,”Yuhu翟田田说,首席工程师PPPL一篇论文的主要作者报告中的结果IEEE应用超导。“唯一的办法是用超导线,这就是我们所做的。”
融合,驱动太阳和星星的力量,结合光元素等离子体的形式——热、带电状态的物质由自由电子和原子核,产生大量的能量。科学家正试图复制融合在地球上几乎取之不尽用之不竭的安全、清洁能源发电。
高温超导磁体在铜磁铁有几个优势。它们可以长时间打开,比铜磁铁可以因为他们不加热迅速,使它们更适合使用在未来核聚变发电厂将不得不运行几个月一次。超导电线也强大,能够传输相同数量的电流作为铜线多次广泛而产生一个强大的磁场。
磁铁也可以帮助科学家们继续缩小托卡马克装置的大小,提高性能和降低施工成本。“托卡马克敏感条件在中部地区,包括中央磁铁的大小,或电磁屏蔽,真空容器,”乔恩·梅纳德说,PPPL副主任的研究。“很多依赖于中心。所以如果你可以缩小东西在中间,你可以缩小整个机器和降低成本的同时,从理论上讲,提高性能。
这些新的磁铁利用技术精制翟和先进的导体技术的研究人员,科罗拉多大学博尔德和国家高磁场实验室,在塔拉哈西,佛罗里达州。技术意味着电线不需要传统的环氧树脂和玻璃纤维绝缘,以确保电力流动。同时简化施工,技术还能降低成本。”风线圈的成本要低得多,因为我们不需要经过昂贵和容易出错的环氧树脂真空浸渍过程中,“翟隽说。“相反,你直接绕组导体线圈形式。”
此外,“高温超导磁体可以帮助球形托卡马克装置设计,因为更高的电流密度和较小的线圈;提供更多的空间支撑结构,帮助设备承受高磁场,提高操作条件,”PPPL托马斯·布朗说,工程师为研究做出了贡献。“此外,更小、更强大的磁铁给机器设计师更多的选择与几何设计一个球形托卡马克能够增强托卡马克装置的整体性能。我们没有特别出色,不过,也许足够近。”
这项研究受到了美国能源部(小企业创新研究和实验室指导研究和开发)。
来源:https://www.pppl.gov/