محققان سازمان انرژی اتمی بریتانیا (UKAEA) از تأسیسات تسریع تحقیقات همجوشی رونمایی کرده اند. این مرکز که ELSA نام دارد، در تأسیسات فناوری همجوشی این سازمان در یورکشایر جنوبی افتتاح شده است.

تیم سازنده آن اعلام کرد که ELSA از دماهای بسیار شدید برای شبیه سازی شرایط داخل یک رآکتور همجوشی استفاده می کند تا دوام اتصالات قابل نصب مجدد (RMJs) را آزمایش کند. این اتصالات برای دسترسی و نگهداری در طول عملیات نیروگاه های آینده ضروری هستند.

شبیه سازی دمای فضایی برای ابررساناها

ELSA دماهایی در مقیاس برودتی (Cryogenic) بین 20 تا 70 کلوین (253- تا 203- درجه سلسیوس) تولید می کند تا دمای عملیاتی مورد نیاز برای آهنرباهای ابررسانای با دمای بالا (HTS) را شبیه سازی کند.

کویل های HTS برای محدود کردن و شکل دادن به پلاسما در داخل دستگاه همجوشی حیاتی هستند و این کار را با تولید میدان های مغناطیسی قوی و با حداقل اتلاف مقاومتی انجام می دهند. مهندسان UKAEA به دنبال دستیابی به مقاومتی یک میلیونم آن چیزی هستند که در لوازم الکترونیکی مصرفی یافت می شود. طبق بیانیه مطبوعاتی، کاهش دما برای ایجاد قوی ترین میدان های مغناطیسی، مستلزم کمترین میزان مصرف انرژی ممکن است که باعث کاهش هزینه های عملیاتی و حمایت از تجاری سازی انرژی همجوشی می شود.

تیم تحقیقاتی اشاره کرد که ELSA در حال حاضر در حال آزمایش اجزای جدید اتصالات قابل نصب مجدد (RMJ) است. این اجزا دارای مقاومت الکتریکی بسیار پایینی هستند و برای نگهداری کارآمد نیروگاه های همجوشی آینده، ضروری خواهند بود. اتصالات RMJ بخشی از کویل های میدان حلقوی (Toroidal Field Coils) دستگاه های همجوشی هستند که پلاسما را محدود می کنند. آنها در اطراف قفس مغناطیسی رآکتورهای توکاماک نصب می شوند تا دسترسی سریع برای تعمیر و نگهداری در حین عملیات نیروگاه را فراهم کنند.

یکی از مدیران مهندسی UKIFS در این رابطه توضیح داد که اتصالات قابل نصب مجدد و سایر جنبه های فناوری آهنربای ابررسانای با دمای بالا، به تأسیسات برودتی مانند ELSA برای آزمایش جنبه های مختلف فناوری نیاز دارند و چنین مراکزی بسیار کمیاب هستند.

بخش حیاتی برنامه STEP بریتانیا

این طراحی جدید RMJ بخش مهمی از برنامه STEP بریتانیا را تشکیل می دهد؛ یک نمونه اولیه نیروگاه انرژی همجوشی که قرار است در وست برتون (نورث ناتینگهام شایر) ساخته شود و هدف آن آغاز عملیات تا سال 2040 است. اتصالات RMJ برای موفقیت پروژه STEP حیاتی هستند، زیرا دسترسی سریع برای نگهداری در طول فعالیت نیروگاه را ممکن می سازند.

مسئولیت اجرای برنامه STEP بر عهده شرکت راه حل های همجوشی صنعتی بریتانیا (UKIFS) است که زیرمجموعه کامل UKAEA محسوب می شود. یکی از مدیران UKAEA در این باره اظهار داشت تیم آنها در یورکشایر جنوبی موظف است به این سؤال پاسخ دهد که چگونه می توان انرژی همجوشی تجاری و مقرون به صرفه را به دست آورد و تیم آنها سخت تلاش می کند تا نتایج دقیقی برای تعیین محیط ها و مواد بهینه برای طراحی بادوام نیروگاه ارائه دهد و این کار شامل بررسی مقرون به صرفه ترین راه حل ها برای دستیابی و حفظ پایدار انرژی همجوشی است.

انتظار می رود موفقیت STEP در اثبات توجیه تجاری، راه را برای توسعه ناوگانی از نیروگاه های همجوشی در سراسر جهان هموار کند. گزارشی اخیر تخمین زده است که پروژه STEP در صورت عملکرد کامل نیروگاه، منجر به ایجاد 6500 شغل در محل می شود و در طول فازهای ساخت وساز، مشاغل بیشتری ایجاد خواهد شد. همچنین این پروژه منجر به سرمایه گذاری قابل توجه زیرساختی در منطقه گسترده تری خواهد شد.

از نظر یکی از مدیران برنامه STEP، مهار قدرت ستارگان برای تولید انرژی پاک و پایدار روی زمین نیازمند همکاری معنی دار در رشته های علمی، مهندسی و ساخت وساز است.