Bilim İnsanları Featured Fizik Mühendislik Teknoloji Yazı Dizileri Yenilenebilir Enerji

Araştırma Almanya’nın Yeni Füzyon Makinesinin Performansını Artırdı

ABD’li ve Alman bilim adamlarından oluşan ekip, Princeton Plazma Fizik Labaratuvarı (PPPL), Birleşik Devletler Enerji Departmanı tarafından tasarlanıp teslim edilen büyük manyetik “trim” bobinler sistemini kullandı ve Wendelstein 7-X (W7-X) stellaratör üzerinde yapılan son deneylerde yüksek performans elde etti. Alman makine, dünyanın en geniş ve en ileri stellaratörü, füzyon enerjisini araştırmak ve gelecekte füzyon enerji santrallerini inşasının uygunluğunu araştırmak için deneylerde kullanılıyor. Bu tür santraller, dünyaya sınırsız bir enerji kaynağı verebilmek için füzyon reaksiyonunu kullanırlar.

Yeni deneyler, W5-X’in genel performansını iyileştirmek için PPPL fizikçisi Samuel Lazerson tarafından sahada işletilen beş bakır kaplama bobininin ve karmaşık kontrol sistemlerinin yeteneklerini yeterince kanıtladı. Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü ile W7-X üzerinde laboratuvarın işbirliğini denetleyen PPPL fizikçisi Hutch Neilson, “Bu konuda heyecan verici olan şey, bobinlerin ve Sam’in liderliğinin gelecekteki stellaratör tasarımcılarını optimize etmeye yardımcı olacak bilimsel bir anlayış ürettiğidir” dedi.

Stellaratörlar, daha yaygın olarak kullanılan tokamaks olarak adlandırılan, donut biçimli tesislerle tezat oluşturan, bükümlü, simit biçimli tesislerdir. Stellaratörlerin önemli amaçları düşük giriş gücüyle plazma kesintileri olmaksızın sürekli çalışma yeteneğidir. Bu tokamaklar için  böyle olmadığından onlar açısından bir sorundur. Stellaratörlerin dezavantajı ise bükümlü kompleks geometrilerinden dolayı tasarımlarının ve inşaalarının zor olmasıdır.

W7-X, aralık ayında, iyileştirilmiş ısıtma ve ölçüm yetenekleriyle ikinci tur deneylerini tamamladı. İkinci turun spesifik bir özelliği, ısıyı ve plazmadan çıkan parçacıkları tüketmek için bir “ada dalgıcı” kullanmasıydı. Bu önemli araç, 10 dalgıç plakası ile kesişen plazmanın kenarında özel olarak şekillendirilmiş manyetik alanlardan oluşan bir zincirden oluşur. Bu alanların tasarlanmış konfigürasyonlarından sapması, dalgıç plakalarının aşırı ısınmasına ve plazmanın performansını sınırlamasına neden olabilir.

Son deneyler, trim bobinlerinin “hata alanları” olarak bilinen bu sapmaların ölçülmesi ve düzeltilmesi yeteneğini gösterdi. Plazma kenarındaki bu tür alanların kontrol edilmesi W7-X’in 30 saniyeye kadar süren plazma deşarjlarını üretmesini sağladı. Max Planck stellaratör direktörü Thomas Sunn Pederson, “Döşeme bobinleri, sadece dalgıç plakaları üzerinde dengeli bir plazma egzozu sağlayan bir sistem değil, aynı zamanda fizikçilerin benzersiz bir doğrulukta manyetik alan ölçümleri yapmaları için bir araç olarak son derece kullanışlı olduklarını kanıtlamıştır” diyor.

Manyetik alanın hata alanının büyüklüğünü açık bir şekilde bozması, kontrolün sağlanması için trim bobinlerini gerekli kılmıştır. Bilim adamı Sergey Bozhenkov’un tamamlayıcı deneyleri, daha sonra bobinlerin tam gücünün sadece yüzde 10’una eşit olan sapmaları düzeltmek için trim bobinlerinin gerekli gücünün tahminlerini doğruladı. Lazerson, “Döşeme bobinlerinin nominal kapasitesinin sadece yüzde 10’unu talep etmemiz, W7-X’in yapıldığı hassasiyetin bir kanıtıdır” dedi. “Bu ayrıca, aşırı yük senaryolarını kontrollü bir şekilde araştırmak için bol miktarda trim bobin kapasitesine sahip olduğumuz anlamına da geliyor.”

Çeviri Kaynağı: https://phys.org/news/2018-03-germany-fusion-device.html

LEAVE A RESPONSE

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.