La technologie des aimants de Tokamak Energy va être testée aux USA : New Nuclear

Jan 31, 2024

28 avril 2023

Tokamak Energy du Royaume-Uni doit envoyer son système de cryostat à rayonnement gamma aux laboratoires Sandia du Département américain de l'énergie à Albuquerque, au Nouveau-Mexique, afin qu'il puisse être exposé à des conditions extrêmes pour tester les performances de la centrale à fusion à vie.

La société basée dans l'Oxfordshire a déclaré que la création d'énergie de fusion nécessite de puissants champs magnétiques pour confiner et contrôler l'hydrogène, qui devient un plasma plusieurs fois plus chaud que le Soleil à l'intérieur d'un tokamak. Bien que la plupart des rayonnements des neutrons du plasma à haute énergie soient absorbés par le blindage du tokamak, les aimants doivent être capables de résister aux rayons gamma secondaires pour maintenir un fonctionnement efficace de la centrale.

Tokamak Energy a construit et mis en service son système de cryostat à rayonnement gamma spécialisé - un dispositif à vide pour assurer l'isolation thermique des aimants - dans le cadre de sa mission de fournir de l'énergie de fusion dans les années 2030.

Il a déclaré que le système de test sera désormais démonté, expédié et reconstruit à l'installation d'irradiation gamma (GIF) basée aux laboratoires Sandia, qui est l'un des rares endroits au monde capable de loger le système tout en exposant le supraconducteur à haute température de Tokamak Energy (HTS ) aimants à une centrale électrique représentant des débits de dose - suffisants en intensité et en énergie - de rayonnement gamma.

La recherche et l'analyse sur des ensembles d'aimants individuels dureront six mois dans l'installation du Nouveau-Mexique, qui est si puissante qu'elle peut effectuer un test de durée de vie de 60 ans en seulement deux semaines.

"Notre technologie d'aimant pionnière doit résister à des conditions extrêmes pour que les centrales à fusion continuent de fonctionner à l'avenir", a déclaré Rod Bateman, responsable du développement des aimants HTS chez Tokamak Energy. "Le laboratoire spécialisé Sandia est idéalement configuré pour tester la durabilité et les performances des aimants lorsqu'ils sont exposés à des rayonnements gamma. Il est essentiel de repousser les limites dès maintenant alors que nous étendons nos opérations vers la fusion commerciale."

Don Hanson, superviseur de l'installation GIF au Sandia National Laboratory, a ajouté : « Le GIF est une installation unique qui peut fournir de fortes doses de rayonnement gamma à de grands objets de test. Nous sommes impatients de travailler avec Tokamak Energy pour faire progresser les technologies de fusion.

En février, Tokamak Energy a annoncé qu'il avait construit un premier ensemble mondial d'aimants HTS de nouvelle génération à assembler et à tester dans des scénarios pertinents pour les centrales à fusion. Sa nouvelle installation Demo4 se compose de 44 bobines magnétiques individuelles fabriquées à l'aide de 38 kilomètres de ruban HTS révolutionnaire, qui transporte des courants sans résistance électrique et nécessite cinq fois moins de puissance de refroidissement que les matériaux supraconducteurs traditionnels.

Les bandes HTS sont des conducteurs multicouches constitués principalement de métaux solides et conducteurs, mais avec un revêtement interne crucial de matériau supraconducteur « oxyde de cuivre baryum de terres rares » (REBCO). Les rubans ont généralement une largeur de 12 mm et une épaisseur inférieure à 0,1 mm, le REBCO étant déposé sous forme de couche mince. Lorsqu'elles sont enroulées en bobines, les bandes HTS peuvent générer des champs magnétiques beaucoup plus élevés que les aimants supraconducteurs conventionnels, tout en occupant beaucoup moins d'espace et en nécessitant beaucoup moins de puissance de refroidissement.

La feuille de route de Tokamak Energy concerne les centrales à fusion commerciales déployées au milieu des années 2030. Pour y parvenir, le plan prévoit l'achèvement de ST80-HTS en 2026 "pour démontrer le plein potentiel des aimants supraconducteurs à haute température" et pour éclairer la conception de son usine pilote de fusion, ST-E1, qui devrait démontrer la capacité de fournir l'électricité - produisant jusqu'à 200 MW de puissance électrique nette - au début des années 2030.

En janvier, Tokamak a annoncé avoir signé un accord avec le japonais Furukawa Electric pour fournir "plusieurs centaines de kilomètres" de ruban HTS pour son prototype de dispositif de fusion ST80-HTS. La bande HTS a été développée et est fournie par Furukawa, la production de la bande étant en cours sur le site du groupe SuperPower Inc à New York aux USA.

Recherche et rédaction par World Nuclear News

WNN est un service d'information public de la World Nuclear Association

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