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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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 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.
ستاره‌ساز، از انرژی ستاره‌ها بهره می‌برد
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.
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.
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
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.
Starblazer در حال ساخت است
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.