de.wedoany.com-Bericht: Das britische Unternehmen Tokamak Energy hat die Abnahmetests vor Ort für das neue Gyrotronsystem des hochen Feld aufweisenden kugelförmigen Tokamaks ST40 abgeschlossen und damit die Leistung des Hochfrequenz-Heizsystems (RF) verifiziert. Das Gyrotron wird anschließend am ST40 installiert.
Das Gyrotron wurde von Kyoto Fusioneering über einen Zeitraum von 18 Monaten für Tokamak Energy gebaut. Es wird hochleistungsfähige elektromagnetische Wellen erzeugen, um das Wasserstoffplasma, dessen Temperatur um ein Vielfaches höher ist als die des Sonnenkerns, zu steuern und zu heizen. Das Gyrotron übernimmt auch die Initiierung und den Antrieb des Plasmastroms. Bei den Tests erreichte es bei zwei Frequenzen, 104 GHz und 137 GHz, zuverlässig eine Ausgangsleistung von 1 MW, mit Impulsen von bis zu zwei Sekunden Dauer. Es bestand die Tests für Wiederholbarkeit, Modulation, Leistungssteuerung und Modenreinheit und erfüllt damit die Anforderungen an Dauerbetrieb für Fusionsexperimente.
Als Nächstes wird sich das Team auf die Vorbereitung von Emitter, Spiegelpolarisator, Übertragungsleitung und Steuerungssystem konzentrieren und anschließend die Installation und Inbetriebnahme am ST40 durchführen. Nach der Inbetriebnahme wird das Gyrotron dem ST40 zusätzliche Heizung und Stromantrieb bereitstellen, um höherwertige Plasmen zu unterstützen, und für Experimente in den Bereichen Plasmaheizung, Stromantrieb, Initiierung und Ramp-up-Szenarien eingesetzt.
Dieses Projekt ist Teil der Zusammenarbeit zwischen Tokamak Energy und UK Fusion Energy (UKFE) mit dem Ziel, Wissen und Fähigkeiten für das britische STEP-Programm aufzubauen. STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) ist das Flaggschiffprogramm der britischen Regierung, das darauf abzielt, bis 2040 ein Fusionsdemonstrationskraftwerk zu entwerfen und zu bauen. Der ST40 ist die wichtigste physikalische Testplattform für STEP, auf der Ingenieure reale Magnetfeldkonfigurationen, Plasmastabilität und Spulenbelastungen testen können, was den technischen Verifikationszyklus im Vergleich zu reinen Softwaresimulationen erheblich verkürzt.
Das Gyrotron wird auch im LEAPS-Programm eine entscheidende Rolle spielen. LEAPS (Lithium Evaporations to Advance PFCs in ST40) ist das ST40-Upgradeprogramm von Tokamak Energy, das sich auf Lithiumsysteme konzentriert. Es wird gemeinsam vom US-Energieministerium (DOE) und dem britischen Ministerium für Energiesicherheit und Netto-Null-Emissionen (DESNZ) finanziert und ist ein öffentlich-privates Kooperationsprojekt mit einem Budget von 52 Millionen US-Dollar.
Tokamak Energy plant, am ST40 sowohl die bestehende Neutralstrahlheizung als auch die Gyrotronheizung gleichzeitig einzusetzen, um die Funktionsweise des Gyrotrons und die Anforderungen an das Steuerungssystem zu verstehen und die optimale Balance zwischen den beiden Heizmethoden zu finden.
Plasmaheizungsexperten von Kyoto Fusioneering haben sich am Hauptsitz von Tokamak Energy in Oxfordshire niedergelassen, um Installation, Inbetriebnahme und Systemtests zu unterstützen. Beide Unternehmen sind Kernbeteiligte am FAST-Projekt (Fusion by Advanced Superconducting Tokamak). FAST ist ein von Starlight Engine geleitetes Kooperationsprojekt zwischen Industrie und Forschung, das darauf abzielt, in den 2030er Jahren in Japan Netto-Fusionsleistung zu demonstrieren.
Im Rahmen von FAST liefert Tokamak Energy Fachwissen zu Hochtemperatursupraleiter-Magneten (HTS) und Tokamak-Design, während Kyoto Fusioneering für Kraftwerks- und Plasmadesign verantwortlich ist. Kyoto Fusioneering verfügt über Einrichtungen in Reading, Großbritannien, mit dem Culham Campus als wichtigstem Knotenpunkt; Die geografische Nähe beider Unternehmen und ihre gemeinsame Beteiligung an öffentlichen Projekten wie der UK Atomic Energy Authority (UKAEA) erleichtern die Zusammenarbeit. Tokamak Energy hat außerdem eine Tochtergesellschaft, Tokamak Energy KK, gegründet, die als Schnittstelle zu Kyoto Fusioneering und anderen japanischen Institutionen dient und die globale Lieferkette koordiniert.
