de.wedoany.com-Bericht: Der von Pacific Fusion in Zusammenarbeit mit dem Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) entwickelte Pulsleistungsprototyp hat über 3000 Testzündungen absolviert. Dieser Erfolg legt den Grundstein für das Unternehmen, bis 2030 ein Fusionssystem mit Nettoanlagenverstärkung zu realisieren.
Der Prototyp mit dem Namen Sirius wurde im Rahmen einer gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsvereinbarung im LLNL errichtet. Er nutzt die Architektur eines impedanzangepassten Marx-Generators (IMG), bei dem parallel geschaltete Kondensatoren geladen und über zeitlich gestaffelte Kaskadenentladungen an eine gemeinsame Übertragungsleitung abgegeben werden. Dadurch werden elektrische Wellen überlagert, die kurze, hochleistungsfähige elektrische Pulse effizient und wiederholt übertragen können.
Laut Pacific Fusion hat die Testkampagne die Zuverlässigkeit des Systems bei tausenden wiederholten Zündungen bestätigt. Die gewonnenen Leistungsdaten wurden bereits für die Konstruktion eines größeren Pulsleistungssystems genutzt. Das Unternehmen plant, noch im Spätsommer dieses Jahres in Albuquerque, New Mexico, mit dem Bau seines Demonstrationssystems zu beginnen.
Das Pulsleistungssystem speichert elektrische Energie kurzzeitig und gibt sie dann in Form intensiver Ausbrüche von etwa 100 Nanosekunden Dauer ab. Diese Pulse können die extremen Bedingungen erzeugen, die zur Kompression von Fusionsbrennstoff erforderlich sind, und unterstützen auch Experimente zur Hochenergiedichte-Physik in den Bereichen Materialforschung, Radioisotopenproduktion und nationale Sicherheit. Im Vergleich zu herkömmlichen Marx-Generatoren, die die Spannung durch mehrstufige Pulsstufung erhöhen, ist die Architektur des impedanzangepassten Marx-Generators einfacher. Der vierschichtige Sirius-Prototyp lieferte bei einem 100-Nanosekunden-Puls 60 Gigawatt Leistung an einen ohmschen Lastwiderstand und erreichte dabei eine Energieeffizienz von 95 %.
Die 3000 Zündungstests dienten vor allem der Bewertung der Komponentenlebensdauer und der Langzeitzuverlässigkeit. Die gewonnenen Betriebsdaten flossen direkt in die Konstruktion einer größeren Pulsleistungsplattform ein. Keith LeChien, Mitbegründer und Chief Technology Officer von Pacific Fusion, erklärte, dies sei ein konkretes Beispiel für die Zusammenarbeit zwischen Staat und Industrie, bei der Laborinnovationen schnell in skalierbare Systeme umgesetzt werden. Das Ziel sei, noch in diesem Jahrzehnt eine hohe Ausbeute und hohe Verstärkung bei der Fusion zu erreichen.
Der im Juni vorgestellte neue Prototyp des Unternehmens skaliert die Sirius-Plattform um etwa das Elffache und liefert bei einem 80-Nanosekunden-Puls eine Spitzenausgangsleistung von etwa 440 Gigawatt und eine Spannung von 1,1 Millionen Volt. Damit ist er der bisher leistungsstärkste einstufige Pulsleistungstreiber, der demonstriert wurde. Das Unternehmen entwickelt derzeit ein System, das etwa 40-mal größer ist als Sirius. Es hat bereits über eine Milliarde US-Dollar an privaten Mitteln eingeworben. Das geplante Demonstrationssystem soll Fusionsausbrüche mit über 100 Megajoule erzeugen und eine Nettoanlagenverstärkung erreichen.
