Jedrska fuzija: Ogromna "tupperdoza" za vročo plazmo

Eksperiment fuzije Wendelstein se oblikuje

Wendelstein 7-X plazemska komora © IPP, W. Filser
prebral

Cilj raziskav fuzije je pridobiti energijo iz fuzije atomskih jeder, podobno soncu. V Nemčiji naj bi fuzijski eksperiment Wendelstein 7-X v nekaj letih prinesel nove ključne ugotovitve. Na mestu Greifswald se projekt postopoma oblikuje: komora, ki bo kasneje vsebovala vročo plazmo, je zdaj končana.

Za vžig fuzijskega ognja je treba gorivo, vodikovo plazmo zapreti v magnetna polja in segrevati na ekstremne temperature nad 100 milijonov stopinj v poznejši elektrarni. Naloga Wendelstein 7-X, ki bo po dokončanju največja svetovna fuzijska naprava s stellaratorjem, bo imela nalogo raziskati ustreznost elektrarn tovrstnih konstrukcij.

20 sektorjev bizarno oblikovanega, 35-tonskega plovila je bilo sestavljenih iz več sto posameznih delov - mojstrovina izdelave. Sestavljanje kompleksnega kompleta, ki se je začelo spomladi 2005 v poslovalnici Greifswald iz Inštituta Max Planck za fiziko plazme (IPP), bo trajalo približno šest let.

Kozarec z 20 obroči

Plazemska posoda MAN DWE v Deggendorfu je bila izdelana v 20 odsekih, od tega so štirje že uporabljeni v IPP za sestavljanje poskusa. Plazemska komora bo v sklopno okroglo posodo premera približno dvanajst metrov pozneje obdala vročo plazmo. Po svoji obliki je posoda prilagojena mučni plazemski cevi. Ta idiosinkratska oblika in zahtevana visoka dimenzijska natančnost sta naredila zahtevno nalogo: včasih tolerance niso večje od treh milimetrov.

Da bi reproducirali bizarno obliko v jeklu, je bilo 35-tonsko plovilo zgrajeno iz 200 posameznih obročev. Vsak obroč je sestavljen iz več jeklenih trakov debelih prstov in 18 centimetrov, ki pogosto ukrivljajo ukrivljene konture. Na več kot 1.600 metrih zvarnega šiva je več kot osemsto posameznih delov plovila neprepustno. V ta namen so bile komponente, ki jih je treba spajati, pritrjene v natančno določenem položaju v milimetrih oddaljenosti drug od drugega, vrzel za več strani drug za drugim in ena nad drugo ročno varjene plasti žice zaprta - skupaj, medtem ko je bilo porabljenih nekaj kilometrov varilne žice. zaslon

299 odprtine, skozi katere je treba pozneje opazovati in segrevati plazmo, ter toplotno obdelane stenske odseke, je treba nato z ostrim curkom vode razrezati na dele posode. Vsak od 20 sektorjev je bil na notranji strani opremljen z nosilci za poznejše obloge sten in zunaj s cevmi za hlajenje in ogrevanje.

Magnetna kletka zadržuje plazmo v suspenziji

Sledilo je testiranje vseh segmentov posod in cevi na ultra visoko vakuumsko tesnost. Tridimenzionalne meritve z laserskim sledilcem so spremljale proizvodnjo od začetka in zagotavljale, da je bila dana oblika točno dosežena: "Vse to je dosegla asimetrična oblika v kombinaciji z zahtevano visoko natančnostjo, " sklene za funkcijo plazme IP-inženir, pristojen za IPP, Bernd Hein, skupaj, "na konstrukciji zabojnikov na robu tehnično mogočega, ki je postavil najvišje zahteve po kvalificirani izdelavi vpletenih".

V zadnjem poskusu bo plazemska plast znotraj obroča sestavljena iz 70 superprevodnih magnetnih tuljav. Ustvarijo magnetno kletko, ki drži plazmo suspendirano pred notranjimi stenami plazemskega filma. Venec tuljave je obdan s toplotno izolativno zunanjo lupino. Superinsulacija obda vakuumski prostor med plazmo in zunanjo posodo in loči magnetne tuljave, ohlajene s tekočim helijem, do superprevodne temperature od njihovega toplega okolja. Celoten sistem je sestavljen iz petih skoraj identičnih modulov, ki so predhodno sestavljeni in nato sestavljeni v krogu v eksperimentalni dvorani. Namestitev Wendelstein 7-X, ki se je začela spomladi 2005, bo trajala približno šest let.

(idw - Institut Max Planck za fiziko plazme, 20. 1. 2006 - DLO)