Thea Energy und das Massachusetts Institute of Technology testen neuartige flache supraleitende Magneten zur Förderung der Entwicklung von Kernfusionstechnologien

Thea Energy arbeitet mit dem Massachusetts Institute of Technology (MIT) zusammen, um einen vollwertigen supraleitenden Magneten zu testen, der für ihren nächsten Fusionsreaktor konzipiert wurde. Diese Zusammenarbeit ermöglicht es Thea Energy und dem Plasma Science and Fusion Center (PSFC) des MIT, umfassende Tests der flachen Spulen des Unternehmens Eos-Reaktors durchzuführen. Die Tests werden bewerten, ob der Magnet während des Betriebs des Kraftwerks den erwarteten starken Magnetfeldern und mechanischen Kräften standhalten kann.

Diese Arbeiten werden die tiefkalten Testeinrichtungen des MIT und dessen Fachwissen im Bereich Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) nutzen. Die Partner werden auch die Effizienz der Spule unter kraftwerksrelevanten Bedingungen untersuchen und Vorhersagemodelle zur Bewertung ihrer Leistung entwickeln. Der Fusionsreaktor verwendet Magnetfelder, um das überhitzte Plasma einzuschränken, das ein ionisiertes Gas für die Durchführung von Kernfusionsreaktionen ist. Die Magneten müssen eine präzise Feldkonfiguration aufrechterhalten und gleichzeitig erheblichen mechanischen Druck aushalten. Traditionelle Fusionsreaktormagneten haben komplexe Formen, deren dreidimensionale Struktur die Herstellung erschwert und kostspielig macht. Thea Energy verfolgt einen anderen Ansatz, indem sie eine flache Spulenstruktur verwendet, um die Herstellung, den Bau und die Wartung der Magneten zu vereinfachen.

Innovative Struktur des Eos-Designs

Das Eos-Design des Unternehmens verwendet 12 umgebende Spulen und etwa 300 programmierbare Formmagneten. Die umgebenden Spulen erzeugen das erforderliche Magnetfeld zur Einschränkung des Plasmas, während die kleineren Formmagneten zur Feinabstimmung ihrer Konfiguration dienen. Diese modularen Formmagneten können je nach Änderungen im Montageprozess in ihrer Stärke angepasst und einzeln ausgetauscht werden, wobei auch der Verschleiß während des Betriebs berücksichtigt wird. Thea Energy gibt an, dass diese Formspulen bereits in voller Größe gebaut und validiert wurden. Die umgebenden Spulen sind das nächste Hauptkomponenten, die derzeit getestet werden.

Die umfassende Bewertung des gesamten Magnetfelds und der gesamten mechanischen Kräfte zielt darauf ab, festzustellen, ob das Design den strengen Anforderungen kommerzieller Kernfusionssysteme gerecht wird. Die Partner werden auch die Robustheit des Magneten testen, um seine Zuverlässigkeit zu bestimmen und eine hohe Verfügbarkeit des Kraftwerks zu unterstützen. Diese Faktoren sind von entscheidender Bedeutung, da kommerzielle Kernfusionsanlagen stabil betrieben werden müssen und nicht nur zeigen sollten, dass sie in der Lage sind, Kernfusionsreaktionen zu erzeugen.

Reduzierung der Risiken der Kernfusionstechnologie

Thea Energy erklärt, dass diese Zusammenarbeit dazu beitragen wird, das Risiko für die Erreichung entscheidender technischer Meilensteine im Kernfusionsprozess bis 2035 zu verringern. Diese Arbeiten basieren auf der Zusammenarbeit des Unternehmens mit nationalen Laboren, akademischen Institutionen und Industriepartnern zur Entwicklung ihrer Fusionsreaktorarchitektur. Das nachfolgende Kraftwerksdesign Helios wird denselben flachen Spulenansatz verwenden, kombiniert mit umgebenden Magneten und Formmagneten. Thea Energy beabsichtigt, diese gemeinsame Architektur zu nutzen, um die Herstellungskomplexität zu reduzieren und eine großflächige Bereitstellung praktikabler zu machen.

Diese Zusammenarbeit basiert auch auf einem breiteren Bemühen, Modellierung und Simulation zu nutzen, um die Entwicklung der Kernfusion zu beschleunigen. Thea Energy hatte zuvor angekündigt, mit NVIDIA, Synopsys, dem Oak Ridge National Laboratory und dem Princeton Plasma Physics Laboratory zusammenzuarbeiten, um digitale Zwillinge für ihr Helios-Kraftwerk zu entwickeln. Die Zusammenarbeit mit dem MIT konzentriert sich jedoch auf physikalische Tests der umgebenden Magneten und liefert Leistungsdaten für diese Komponenten unter extremen Betriebsbedingungen. Thea Energy wurde 2022 von der Princeton University und dem Princeton Plasma Physics Laboratory ausgegliedert, um ihre Fusionsreaktortechnologie zu kommerzialisieren.

Die jüngste Zusammenarbeit mit dem MIT zielt darauf ab, die vereinfachte Magnetstruktur in Systeme zu übertragen, die zukünftige Kernfusionskraftwerke unterstützen können.

Auswirkungen der vereinfachten Magnetstruktur auf die Kernfusion

Die Zusammenarbeit zwischen Thea Energy und dem Massachusetts Institute of Technology markiert einen wichtigen Fortschritt in der Kernfusionstechnologie. Durch die innovative flache Spulenstruktur hofft das Unternehmen, den Produktionsprozess für supraleitende Magneten zu vereinfachen, wodurch Kosten und technische Risiken gesenkt werden. Dies ist entscheidend für die Realisierung kommerzieller Kernfusionskraftwerke, da die Stabilität der Betriebsfähigkeit und die Produktionseffizienz der Schlüssel zum Erfolg der Kommerzialisierung sind. Darüber hinaus beschränkt sich diese Zusammenarbeit nicht nur auf das Design der Magneten, sondern umfasst auch eine umfassende Bewertung ihrer Leistung, die eine solide Grundlage für die zukünftige Entwicklung der Kernfusionstechnologie schafft.