Durham Üniversitesi bilim adamları, dünyanın en büyük füzyon enerji deneyi ITER’in başarısını sağlamaya yardımcı olan süper iletken malzemelerde şimdiye kadar gerçekleştirilen en büyük kalite doğrulama programlarından birini tamamladılar.
Bulguları, yayınlanan Süperiletken Bilimi ve Teknolojisisadece tellerin kalitesine değil, aynı zamanda onları en iyi nasıl test edeceğine de ışık tutarak, bilim adamlarına füzyon enerjisini gerçeğe dönüştürmeleri için önemli bilgi sağlayın.
Füzyon (güneşe güç veren süreç) uzun zamandır temiz enerjinin kutsal kasesi olarak tanımlanmıştır. Karbon emisyonu ve minimal radyoaktif atık olmadan neredeyse sınırsız bir güç kaynağı vaadini sunar.
Şu anda Güney Fransa’da yapım aşamasında olan Iter, eşi görülmemiş bir ölçekte füzyonu göstermek için tasarlanmıştır. Operasyonel olduğunda, dev mıknatısları plazmayı güneşin çekirdeğinden daha sıcak sıcaklıklarda sınırlayacak ve bu mıknatıslar tamamen gelişmiş süper iletken kabloların performansına bağlı.
Profesör Damian Hampshire ve Dr. Mark Raine liderliğindeki Durham Üniversitesi ekibi, 2011 yılında Avrupa’nın ITER için resmi referans laboratuvarlarından birini kurmak için seçildi. Görevleri, ITER’in mıknatıs sisteminin omurgasını oluşturan NB₃SN ve NB – Ti adı verilen bileşiklerden yapılan süper iletken kabloları test etmek için gereken özel yöntemleri geliştirmekti.
Her tel parçası, makinenin güvenilirliğini sağlamak için son derece yüksek standartları karşılamak zorunda kaldı. Proje boyunca araştırma ekibi 5.500’den fazla tel örneği aldı ve yaklaşık 13.000 ayrı ölçüm gerçekleştirdi. Her telin işlenmesi, hazırlanması ve NB₃SN durumunda, ölçümden önce 650 ° C’den fazla ulaşan fırınlarda ısıl işlem görülmelidir.
Bu işi özellikle önemli kılan, bu muazzam veri kümesinde yürütülen istatistiksel analizdir.
Durham Grubu, aynı iplikçik tekrar tekrar ölçülemediğinde, ısı tedavisi ile değiştirilen NB₃SN tellerinde olduğu gibi, farklı laboratuvarlardaki bitişik ipliklerin ölçülmesi güvenilir bir ikame olarak hareket edebileceğini gösterdi. Bu, hem laboratuvar doğruluğunu hem de üretim tutarlılığını sağlayarak çapraz kontrol sonuçlarının pratik ve uygun maliyetli bir yöntemi sağlar.
Araştırmacılar, füzyon enerjisinin dönüştürücü olabileceğini, ancak başarısının ayrıntıları doğru yapmaya bağlı olduğunu söylüyor. ITER’in mıknatıslarındaki teller, aşırı koşullar altında ev kablolarından yüzlerce kat daha fazla akım taşımalıdır.
Çalışmaya liderlik eden Durham Üniversitesi’nden Profesör Damian Hampshire, “İngiltere, süper iletken mıknatıslar kullanarak MRI gövde tarayıcılarının üretiminde dünyaya liderlik ediyor. Soru şu ki, dünyayı süper iletken mıknatıslar kullanarak füzyon enerjisi üretiminin ticarileştirilmesiyle yönetmeye yardımcı olabilir miyiz?”
Bulgular, füzyon enerjisinde büyüyen bir momentum zamanında geliyor. ITER 2035 yılında ilk plazmasını hedeflerken, özel şirketler ticari reaktörleri daha erken geliştirmek için yarışıyor. Microsoft, 2028’de Helion’un planlanan füzyon fabrikasından elektrik satın almak için bir anlaşma imzaladı ve Google, 2030’larda Commonwealth Fusion Systems’tan 200 megawatt Fusion Power’ı sipariş etti.
Bu arada, Birleşik Krallık hükümeti Fusion Research’e 2,5 milyar sterlin taahhüt etti ve Nottinghamshire’daki eski bir kömür alanında kendi prototip tesisi Step’i inşa ediyor.
ITER çalışmaya başladığında, mıknatısları şimdiye kadar oluşturulan en güçlü sabit manyetik alanlardan bazılarını üreterek uzun ömürlü radyoaktif atıklar olmadan bol, düşük karbonlu enerji üretebilen füzyon reaksiyonlarını sağlayacaktır. Mıknatısların ve Iter’in kendisinin başarısı, şimdi Durham’da doğrulanan süper iletken ipliklerin kalitesine bağlıdır. Ayrıca her yerdeki bilim adamlarının hem teknolojiyi hem de test yöntemlerini geliştirmek için kullanabilecekleri açık bir kaynak sağlar.
Durham’ın rolü ITER’in ötesine uzanıyor. Üniversite aynı zamanda İngiltere’nin Fusion Power Doktora Eğitimi Merkezi’nde baş ortağıdır ve yeni nesil bilim adamları ve mühendisleri eğitmeye yardımcı olur.
