شركة "بلو ستار" تُنجز في ثلاثة أشهر أول منصة اختبار متكاملة لتبريد مغناطيسات الستيلاراتور على مستوى البلاد، وتُطلق الجولة الأولى من اختبارات المغناطيس

أخبار ar.wedoany.com، أنجزت شركة "بلو ستار" مؤخراً بناء أول منصة اختبار متكاملة لتبريد مغناطيسات الستيلاراتور على مستوى البلاد، وقد انطلقت الجولة الأولى من اختبارات المغناطيس. وقال الخبير في مراجعة أنظمة التبريد تشيو ليلونغ إن شركة "بلو ستار" لم تستغرق سوى ثلاثة أشهر ونصف لتدمج أنظمة التفريغ والتبريد والتغذية الكهربائية والقياس والحماية في منصة اختبار متكاملة واحدة، بدءاً من التصميم الذاتي ودمج الأنظمة وصولاً إلى التجهيزات المصنّعة محلياً. وأضاف أن منصة الاختبار أظهرت بوضوح المستوى المتميز للفريق في القدرات البحثية والهندسية وإدارة المشاريع.

يُعدّ نظام التبريد أساساً لتشغيل الستيلاراتور بشكل مستقر، إذ تكتسب درجة التفريغ ومتانة الإحكام وقدرة التبريد أهمية بالغة. وعلى خلاف نماذج البحث والتطوير ذات الإيقاع التقليدي، تمسّكت "بلو ستار" دائماً بموقف عملي ومبادرة لمواجهة الصعوبات، من خلال المناوبة الليلية والعمل في فترات متفاوتة، وفحص المخاطر نقطة بنقطة ومعايرة المعاملات بنداً ببند، بما يرسي أساساً مسبقاً متيناً لكل اختبار تبريد للوشيعة وفق معايير صناعية صارمة. وفي طليعة مسار الاندماج النووي المُتحكَّم فيه، تنبع السرعة دائماً من العمل الجاد.

في بيئة التبريد المنخفض، يمرّ المغناطيس بعمليات التبريد وتمرير التيار والدورات الكهرومغناطيسية، ويتعين التحقق من أداء توصيل التيار وتغيّر درجة الحرارة والاستجابة الهيكلية بنداً ببند من خلال الاختبارات. وبعد اكتمال تصنيع المغناطيس فائق التوصيل، يلزمه سلسلة من الاختبارات قبل دخوله مرحلة دمج الجهاز. ويُستخدم اختبار النيتروجين السائل عند 77 كلفن بشكل أساسي للفحص المسبق للأداء والتحقق من العمليات، بينما تُجرى اختبارات دورة الهيليوم البارد والتبريد بالتوصيل الحراري عند درجات حرارة قريبة من ظروف التشغيل الفعلية للتحقق بشكل أعمق من الأداء الحقيقي للمغناطيس في ظروف التبريد المنخفض والتيار العالي، وهي مرحلة ضبط مهمة قبل تسليم المغناطيس.

تستهدف منصة الاختبار المتكاملة لتبريد المغناطيس التي أنشأتها "بلو ستار" نطاقاً حرارياً من عشرة إلى عشرين كلفن، وتضم وعاءين ديوار كبيراً وصغيراً، مع أنظمة تبريد الهيليوم وتغذية المغناطيس بالكهرباء وقياس الأداء والحماية التشغيلية. وتغطي المنصة المراحل الرئيسية للمغناطيس من التبريد وتمرير التيار إلى اختبار المجال المغناطيسي الخلفي، مما يتيح للفريق التحقق المنهجي من أداء المغناطيس في ظروف قريبة من التشغيل الفعلي. وبعد اكتمال بنائها، ستوفّر المنصة الدعم لاختبار الوشائع بالجملة لأول ستيلاراتور فائق التوصيل عالي الحرارة تنتجه الشركة، مما يجعل الربط بين تصنيع المغناطيس واختبار التبريد وتجميع الجهاز الكامل أكثر إحكاماً.

وفي مواجهة مغناطيسات مختلفة الأحجام والهياكل ودفعات الاختبار، توازن المنصة بين إنشاء بيئة التبريد المنخفض والتكوين المرن لظروف الاختبار. يبلغ قطر الوعاء الديوار الكبير ثلاثة أمتار وطوله أربعة أمتار وعشرين سنتيمتراً، ويمكنه تلبية احتياجات اختبار التبريد للمغناطيسات كبيرة الحجم والوشائع الصغيرة في آنٍ واحد؛ أما الوعاء الديوار الصغير فيبلغ قطره مترين وعشرين سنتيمتراً وطوله ثلاثة أمتار وعشرين سنتيمتراً، وهو مناسب للوشائع المعيارية بمختلف المواصفات. ويمكن تشغيل الوعاءين بشكل مستقل أو إجراء الاختبارات فيهما في وقت واحد، مما يسهّل على الفريق ترتيب مهام الاختبار بمرونة وفقاً لنوع المغناطيس ودفعة التصنيع.

للحفاظ على حالة مستقرة في نطاق عشرة إلى عشرين كلفن، يتعين على النظام تقليل دخول الحرارة الخارجية وفي الوقت نفسه إزالة الحرارة المتولدة عند تمرير التيار في المغناطيس بشكل فوري. ويستخدم الوعاء الديوار في داخله بنية تجمع بين التفريغ والعزل متعدد الطبقات والدرع البارد بالنيتروجين السائل والتبريد بالهيليوم منخفض الحرارة: فبيئة التفريغ تقلل انتقال الحرارة بالغاز، والعزل متعدد الطبقات والدرع البارد بالنيتروجين السائل يقللان التسرب الحراري الإشعاعي من الخارج نحو المنطقة منخفضة الحرارة، بينما توفر أنابيب الهيليوم عند عشرة إلى عشرين كلفن البرودة اللازمة لتبريد المغناطيس. وتستخدم المنصة نظام تبريد بالهيليوم بقدرة تبريد تبلغ خمسمائة واط كمصدر للبرودة، إلى جانب محطة ضغط الهيليوم ونظام إزالة الزيت والتنقية وصندوق التبريد ونظام النيتروجين السائل ونظام تخزين وتنقية الهيليوم، لإتمام ضغط الهيليوم وتنقيته وتمدد التبريد وإعادة تدويره. وعند اختبار المغناطيس، يمكن ضبط الضغط المطلق عند مدخل دائرة الهيليوم بين اثنين وعشرة بار للتكيف مع ظروف التبريد المختلفة للمغناطيسات.

بعد إنشاء بيئة التبريد المنخفض، يتعين على المنصة إتمام تغذية المغناطيس بالكهرباء وقياس حالته والحماية التشغيلية لتشكيل ظروف اختبار متكاملة. وأثناء الاختبار، تراقب المنصة سرعة التبريد والتدرج الحراري والارتفاع الحراري الموضعي عبر الثنائيات السيليكونية ومقاييس الحرارة من نوع سيروكس، وتلتقط الفولتية الدقيقة عند طرفي الوشيعة والوصلات باستخدام مقاييس النانو فولت، كما تسجّل بشكل متزامن المجال المغناطيسي والاستجابة الهيكلية وحالة إمداد الهيليوم البارد بمساعدة حساسات هول ومقاييس الإجهاد والانفعال وحساسات الضغط والتدفق. وتُجمَع هذه الإشارات المعقدة في نهاية المطاف عبر بطاقات الالتقاط في نظام قياس وتحكم واحد، لتحقيق العرض والتخزين والتحليل الترابطي في الوقت الفعلي، مع تدخل وظائف الإنذار والحماية من فقدان التوصيل الفائق في الوقت المناسب عند ظهور فولتية غير طبيعية أو ارتفاع حراري موضعي.

وبالمقارنة مع منصات التبريد المنخفض في القطاع التي تستغرق دورات تصميم وتشغيل تُقاس بالسنوات، أكملت "بلو ستار" بناء المنصة في ثلاثة أشهر ونصف فقط، محققةً اختراقاً قفزياً. ويكمن وراء هذه السرعة روح الفريق في الضغط على الذات والمبادرة بمواجهة الصعوبات والالتزام الصارم بمواعيد الإنجاز، فضلاً عن إلمام الفريق الموحّد بالمخطط العام وواجهات الأنظمة وعملية التنفيذ. فمن انطلاق تصور مخطط التبريد في يونيو، إلى إتمام التصميم العام للنظام في أواخر يونيو، ثم دفع عمليات الشراء في يوليو، وإتمام التركيب والدمج في أغسطس، وبناء المنصة في سبتمبر، نسّق الفريق بسرعة بين تصميم المعدات وتصنيعها وتسليمها والدمج الميداني، مما دفع الأنظمة متعددة التخصصات إلى التكامل وفق الخطة.

وبهدف بناء أول ستيلاراتور فائق التوصيل عالي الحرارة في العالم، يلتزم الفريق بالضوابط المهنية ويدفع التنفيذ بالعمل الجاد. وفي الوقت الحالي، انطلقت الجولة الأولى من اختبارات المنصة حول أداء التبريد ومقاومة الوصلات والتشغيل عند التيار المستهدف والدورات الكهرومغناطيسية. وفي ظل التنسيق بين الأنظمة المعقدة ومتطلبات الاختبار الصارمة، يصرّ الفريق على التحكم المهني في المراحل الرئيسية، ومواصلة تراكم البيانات القابلة للتحقق والخبرات الهندسية، لبناء قدرات أساسية أكثر متانة لتصنيع الستيلاراتور الكامل في كل اختبار وملاحظات مرتدة.