رفتن به نوشته‌ها

Type One Energy پرینت سه بعدی ستاره ای برای انرژی همجوشی هسته ای است


از طریق ما با همه چیزهایی که در دنیای شگفت انگیز AM اتفاق می افتد به روز باشید لینکدین انجمن.

ستاره‌شناس که در سال 1951 اختراع شد، یک دستگاه پلاسما است که عمدتاً به آهن‌رباهای خارجی برای محدود کردن پلاسما متکی است. دانشمندانی که در مورد همجوشی محصور شده مغناطیسی تحقیق می کنند، قصد دارند از دستگاه های ستاره ساز به عنوان کشتی برای واکنش های همجوشی هسته ای استفاده کنند. این نام به امکان مهار منبع انرژی ستارگان، مانند خورشید اشاره دارد. این یکی از اولین دستگاه های قدرت فیوژن به همراه آینه z-pinch و مغناطیسی است. شکل هندسی مورد نیاز برای ایجاد یک دستگاه ستاره ای پایدار تا کنون غیرممکن بوده است: تایپ وان انرژی، یک استارت آپ مستقر در ایالات متحده، 50 میلیون برای ساخت NEBULA جمع آوری کرده است، یک چاپگر سه بعدی غول پیکر که می تواند هندسه مارپیچی پیچیده ستاره ساز را با هدف دستیابی به یک واکنش همجوشی هسته ای پایدار در دهه آینده بسازد.

ستاره ساز یک سیستم قدرت همجوشی هسته ای است که از میدان های مغناطیسی برای محدود کردن گاز یونیزه شده در شرایط همجوشی هسته ای با استفاده از سوخت هیدروژنی به دست آمده از آب استفاده می کند. ویژگی‌های ذاتا کاربردی آن را برای برنامه‌های کاربردی برای عملیات بارگذاری پایه 24 ساعته که می‌توانند تقریباً در همه جا مستقر شوند، بسیار جذاب می‌کند. در حال توسعه توسط کشورهای مختلف، ستاره‌ساز در سال‌های اخیر به سمت هدف تولید نیروی مازاد گام‌های بزرگی برداشته است.

شکل نوار مارپیچی ستاره‌ساز پلاسمای با چگالی بالا تولید می‌کند که پایدارتر از توکامک است، با این حال، هندسه چالش‌برانگیز آن باعث می‌شود ساخت آن پیچیده و به شرایط ناقص بسیار حساس باشد. به همین دلیل است که تولید مواد افزودنی می تواند یک تغییر دهنده بازی در توسعه راکتورهای ستاره ای فردا باشد.

بنیانگذاران نوع یک انرژی: پروفسور دیوید اندرسون، رئیس مهندسی استلاراتور، دکتر جان کانیک، مدیر ارشد علوم، پل هریس، افسر عملیات ارشد، رندال ولبرگ، مدیر ارشد تولید، پروفسور کریس هگنا، رئیس بهینه‌سازی ستاره‌ساز.

ستاره‌ساز، از انرژی ستاره‌ها بهره می‌برد

Type One Energy مستقر در ویسکانسین بیش از 50 میلیون دلار برای پیاده سازی تولید افزودنی های فلزی با فرمت بزرگ در توسعه و تولید راکتورهای همجوشی هسته ای ستاره دار خود جمع آوری کرده است.

علاوه بر ارائه توان قابل اعتماد و فراوان در زمان و مکان مورد نیاز، یک نیروگاه ستاره ساز باید برای ساخت و بهره برداری مقرون به صرفه باشد. این در حال حاضر به دلیل سه قابلیت تحولی که توسط Type One با همکاری شرکای دانشگاهی، آزمایشگاهی ملی و شرکتی اعمال می شود امکان پذیر است.

در طرح نوع یک، طراحی مولد با تولید مواد افزودنی هیبریدی، مواد پیشرفته و اتوماسیون روباتیک، ساخت سریع و در مقیاس بزرگ اجزای ستاره‌دار بسیار بهینه، پیچیده، دقیق ابعادی و بدون نقص را قادر می‌سازد تا شکل خالص به خود بگیرد. این امر با پیشرفت در تئوری تحلیلی، ابر محاسبات و کدهای پیچیده برای کشف پیکربندی‌های میدان مغناطیسی پنهان قبلی که محصورسازی بهینه پلاسما را برای بزرگترین و کارآمدترین تولید برق فراهم می‌کند، تقویت می‌شود. علاوه بر این، آهنرباهای جدید (HTS) می توانند بیش از 200 برابر ظرفیت حمل فعلی سیم های مسی را برای ستاره ای فشرده تر حمل کنند. همچنین به قدرت خنک کنندگی کمتری نسبت به آهنرباهای معمولی با دمای پایین نیاز دارد.

کمپین تجاری سازی دارای سه مرحله با نقاط عطف فنی است که به دو ساختار ستاره ساز تکراری گره خورده است که دستاوردهای تدریجی در عملکرد، ساده سازی و هزینه را از طریق کاربرد موازی بهینه سازی میدان مغناطیسی سه بعدی، تولید افزودنی های صنعتی و مغناطیس های الکترومغناطیس فوق رسانای غیرمسطح با دمای بالا نشان می دهد.

Type One Energy چاپ سه بعدی ستاره ای است که با توسعه سحابی، همجوشی هسته ای را مشتعل می کند. "غیر ممکن" هندسه ها

Starblazer در حال ساخت است

در سال 2007، اثبات مزایای شکل‌دهی میدان مغناطیسی برای اولین بار با HSX نشان داده شد – اولین ستاره‌ساز بهینه‌سازی شده جهان که توسط یکی از بنیان‌گذاران Type One پروفسور دیوید اندرسون و نظریه‌پردازان آلمانی طراحی و ساخته شد که شبیه‌سازی و طراحی شبه مارپیچ متقارن اولیه بود. ستاره ساز HSX با قطر 2.4 متر و هزینه ساخت آن 7.5 میلیون دلار آمریکا بود. با توجه به پیکربندی بهینه‌شده‌اش، HSX از طریق کاهش شدید حمل‌ونقل نئوکلاسیک، یک مکانیسم تلفات که قبلاً رام نشده بود که باعث نشت ذرات و گرما از پلاسما می‌شود، محصور شدن برتری را نشان داد. HSX همچنان به فعالیت خود ادامه می دهد و اخیراً تحت یک ارتقاء برق ۷ میلیون دلاری قرار گرفته است تا قابلیت های تحقیقاتی خود را گسترش دهد.

شکل‌دهی سه‌بعدی برای به حداقل رساندن حمل‌ونقل نئوکلاسیک مورد استفاده قرار گرفت و با W7-X در آلمان، یک بیانیه محکومیت ۱.۲ میلیارد دلاری برای ستاره‌سازهای بهینه‌شده توسط دولت آلمان، بیشتر نشان داده شد. W7-X بزرگترین ستاره آزمایشی تا به امروز (شعاع اصلی 5.5 متر)، W7-X در سال 2015 آنلاین شد و در سال 2018، با بزرگترین محصول سه گانه تا به امروز، به رکورد جهانی عملکرد همجوشی ستاره ای دست یافت. با ارتقای سیستم خنک کننده که در حال حاضر در حال انجام است، در سال 2022 هدف گذاری شده است تا به سطوح عملکردی قابل مقایسه با توکامک ها و در زمان اجرا 30 دقیقه برسد. این مدت زمان بی سابقه ای برای هر سیستم همجوشی هسته ای خواهد بود.

Type One Energy چاپ سه بعدی ستاره ای است که با توسعه سحابی، همجوشی هسته ای را مشتعل می کند. "غیر ممکن" هندسه ها

با HSX، یک ستاره‌ساز شبه مارپیچ (QHS)، یک توافق موفقیت‌آمیز تئوری و طراحی با آزمایش دنیای واقعی وجود داشت. ستاره‌های QH را می‌توان ساخت و با مزایای فیزیک کلیدی پیکربندی شبه مارپیچ نشان داد. بسیاری از خواص فیزیکی QHS معادل ویژگی‌های مفید توکامک است، اما بدون ناپایداری‌های جریان پلاسما، اختلالات و نیاز به توان چرخش بالا.

STARBLAZER ستاره‌ای جدید است که در حال حاضر توسط Type One طراحی شده است که بهینه‌سازی پیشرفته را برای کاهش چشمگیر حمل‌ونقل نئوکلاسیک و آشفته – برای اولین بار در جهان دیگر – در خود جای داده است. بهینه سازی محصور شدن به عنوان تابعی از هندسه مغناطیسی به عملکرد در سطح پایه می پردازد تا از مسیرهای طراحی که منجر به یک واحد قدرت بسیار بزرگتر، کم کاربردتر و گران تر می شود، جلوگیری کند.

برای گسترش عملکرد همجوشی ستاره‌ای به رژیم توان خالص، STARBLAZER I برای ساعت‌ها برای «اشتعال» (خروجی انرژی همجوشی خودپایدار) و به دنبال آن STARBLAZER II طراحی می‌شود که به عملکرد مداوم «حالت پایدار» دست می‌یابد.

برای کاهش زمان و هزینه ساخت، STARBLAZER I اجزای تولید شده با طراحی و افزودنی را ترکیب می کند که شامل مجموعه آهنربا، پوسته پشتیبانی آهنربا، مبدل حرارتی و مخزن خلاء می شود. به موازات آن، Type One به طور فعال اولین آهنربای ستاره‌دار HTS جهان را با کمک مالی از وزارت انرژی ایالات متحده برنامه همجوشی ARPA-E BETHE با همکاری مرکز علوم همجوشی پلاسما MIT و دانشگاه ویسکانسین در مدیسون توسعه می‌دهد.

پرینتر سه بعدی سحابی ستاره ساز

انرژی Type One در حال ساخت ماشینی است که ماشین را می سازد. شرکت ویسکانسین از پایه در حال توسعه NEBULA است – یک پلت فرم اختصاصی با فرمت بزرگ و انتخابی برای تولید افزودنی های با دقت بالا که برای تولید انبوه اقتصادی قطعات اصلی همجوشی هسته ای ساخته شده است.

کمپین تجاری سازی دارای سه مرحله با نقاط عطف فنی است که به دو ساختار ستاره ساز تکراری گره خورده است که دستاوردهای تدریجی در عملکرد، ساده سازی و هزینه را از طریق کاربرد موازی بهینه سازی میدان مغناطیسی سه بعدی، تولید افزودنی های صنعتی و مغناطیس های الکترومغناطیس فوق رسانای غیرمسطح با دمای بالا نشان می دهد.

فاز 1 در حال انجام است و ابتکارات تولید افزودنی شامل نسخه یک ساخت داخلی پلت فرم NEBULA، توسعه پوسته پشتیبان آهنربا، مخزن خلاء و انحراف، مشخص کردن و واجد شرایط بودن کامپوزیت های زمینه فلزی AM برای محافظت با ذرات عملکردی تعبیه شده برای مقاومت حرارتی، شار نوترونی و خستگی.

Type One Energy چاپ سه بعدی ستاره ای است که با توسعه سحابی، همجوشی هسته ای را مشتعل می کند. "غیر ممکن" هندسه ها

فاز 2 شاهد ساخت سریع، کم‌هزینه و کم هزینه AM STARBLAZER I خواهد بود، ستاره‌ای با میدان بالا که به نشان دادن توان خالص مشتعل با استفاده از پیکربندی پیشرفته سه بعدی بهینه شده برای میدان اختصاص داده شده است.

فاز 3 بر روی ساخت STARBLAZER II اجرا می شود که شامل اجزای گسترده AM، آهنرباهای HTS و یک پوشش مبادله حرارتی یکپارچه با استفاده از آب فوق بحرانی پیشرفته، کاربید تنگستن و فولاد F82H MMC است. این به عنوان فشرده ترین و بادوام ترین ساختار شعاعی عمل می کند.

مهمترین دستاورد STARBLAZER II، نمایش قدرت تولید انرژی خالص مشتعل شده به طور مداوم در سطوح تجاری خواهد بود. این یک اندازه گیری “شبکه سه گانه” خواهد بود که عواملی در کل انرژی ورودی “شاخه دیواری” استفاده شده توسط سیستم قدرت، تلفات ناشی از تبدیل انرژی همجوشی هسته ای به الکتریسیته و همچنین هر گونه انرژی در حال چرخش برگشتی به سیستم خواهد بود.

STARBLAZER II با تکنولوژی سیکل حرارتی بریتون که از CO2 فوق بحرانی به عنوان محیط کار برای به حرکت درآوردن یک توربین با حرارت بالا برای هدف بازده تبدیل توان بیش از 43% استفاده می‌کند، جفت می‌شود.



منبع

منتشر شده در اخبار پرینتر و چاپ سه بعدی