شركة توكاماك إنيرجي البريطانية تجتاز اختبار القبول الميداني لجيروترون بقدرة 1 ميجاواط على جهاز ST40

أخبار ar.wedoany.com، أكملت شركة توكاماك إنيرجي (Tokamak Energy) البريطانية اختبار القبول الميداني لنظام الجيروترون الجديد الخاص بتوكاماك الكروي عالي المجال ST40، حيث تم التحقق من أداء نظام التسخين بالترددات الراديوية (RF). وسيتم بعد ذلك تركيب الجيروترون على جهاز ST40.

تم بناء هذا الجيروترون بواسطة شركة كيوتو فيوجنيرينغ (Kyoto Fusioneering) لصالح توكاماك إنيرجي على مدى 18 شهرًا، وسيقوم بإخراج موجات كهرومغناطيسية عالية الطاقة تستخدم للتحكم في بلازما الهيدروجين وتسخينها، حيث تبلغ درجة حرارتها أضعافًا مضاعفة عن درجة حرارة مركز الشمس. ويتولى الجيروترون أيضًا مهمة بدء تيار البلازما ودفعه. وفي أثناء الاختبار، حقق الجيروترون خرجًا موثوقًا بقدرة 1 ميجاواط عند الترددين 104 جيجاهرتز و137 جيجاهرتز، مع نبضات يصل أقصى مداها إلى ثانيتين، واجتاز اختبارات قابلية التكرار والتعديل والتحكم في القدرة ونقاء النمط، مما يلبي متطلبات الأداء المستمر لتجارب الاندماج النووي.

في الخطوة التالية، سيركز الفريق على تجهيز المرسل والمرايا المستقطبة وخط النقل ونظام التحكم، ثم إكمال التركيب والتشغيل التجريبي على جهاز ST40. وبعد دخوله الخدمة، سيوفر الجيروترون تسخينًا إضافيًا ودفعًا لتيار البلازما لجهاز ST40، مما يدعم بلازما ذات أداء أعلى، وسيُستخدم في تجارب تسخين البلازما ودفع التيار وبدء التشغيل وسيناريوهات الصعود التدريجي.

يُعد هذا المشروع جزءًا من التعاون بين توكاماك إنيرجي وشركة الاندماج النووي البريطانية (UKFE)، ويهدف إلى بناء المعرفة والقدرات لصالح برنامج STEP البريطاني. يُعد STEP (إنتاج الطاقة الاندماجية بالتوكاماك الكروي) البرنامج الرائد للحكومة البريطانية، ويهدف إلى تصميم وبناء محطة طاقة اندماجية نموذجية بحلول عام 2040. ويُعد ST40 المنصة التجريبية الفيزيائية الرئيسية لبرنامج STEP، حيث يمكن للمهندسين اختبار التشكيلات المغناطيسية الفعلية واستقرار البلازما والقوى المؤثرة على الملفات، مما يقلل بشكل كبير من دورة التحقق الهندسي مقارنة بالاعتماد على المحاكاة البرمجية فقط.

وسيلعب الجيروترون أيضًا دورًا حاسمًا في برنامج LEAPS. يُعد LEAPS (تبخير الليثيوم لتطوير مكونات مواجهة البلازما في ST40) برنامج ترقية ST40 التابع لتوكاماك إنيرجي، ويركز على أنظمة الليثيوم، ويموله كل من وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) ووزارة أمن الطاقة والانبعاثات الصفرية البريطانية (DESNZ) بشكل مشترك، وهو مشروع ترقية بتعاون عام-خاص بتكلفة 52 مليون دولار أمريكي.

تخطط توكاماك إنيرجي لاستخدام كل من التسخين بالحزمة المحايدة الحالية والتسخين بالجيروترون على جهاز ST40 في وقت واحد، بهدف فهم مبدأ عمل الجيروترون ومتطلبات نظام التحكم، وإيجاد التوازن الأمثل بين طريقتي التسخين.

يقيم خبراء تسخين البلازما من شركة كيوتو فيوجنيرينغ حاليًا في المقر الرئيسي لتوكاماك إنيرجي في أوكسفوردشاير، لدعم التركيب والتشغيل التجريبي واختبارات النظام. وتُعد الشركتان من المشاركين الأساسيين في مشروع FAST (توكاماك الاندماج فائق التوصيل المتقدم). FAST هو مشروع تعاون صناعي-أكاديمي-بحثي بقيادة شركة ستارلايت إنجن (Starlight Engine)، ويهدف إلى إظهار صافي قدرة الاندماج النووي في اليابان خلال ثلاثينيات القرن الحالي.

في إطار مشروع FAST، تقدم توكاماك إنيرجي خبراتها في المغناطيسات فائقة التوصيل ذات درجة الحرارة العالية (HTS) وتصميم التوكاماك، بينما تتولى كيوتو فيوجنيرينغ مسؤولية هندسة المحطة وتصميم البلازما. تمتلك كيوتو فيوجنيرينغ منشآت في ريدينغ بالمملكة المتحدة، مع مجمع كولهام كمركز رئيسي؛ ويوفر القرب الجغرافي بين الطرفين، بالإضافة إلى مشاركتهما المشتركة في مشاريع عامة مثل هيئة الطاقة الذرية البريطانية (UKAEA)، ظروفًا مواتية للتعاون. كما أنشأت توكاماك إنيرجي شركة فرعية باسم توكاماك إنيرجي كيه كيه (Tokamak Energy KK) تتولى التنسيق مع كيوتو فيوجنيرينغ والمؤسسات اليابانية الأخرى، وتنسيق سلسلة التوريد العالمية.