Campuran didorong ke dalam amplop dengan magnet

David Fisher duduk di sebelah ruang vakum uji (diterangi dengan warna biru) di mana pita superkonduktor suhu tinggi akan dipasang untuk iradiasi proton dan untuk pengukuran arus transportasi in situ. Laptopnya menunjukkan data yang diperoleh dari pengukuran tersebut – dasar penentuan arus kritis. Kredit: Joe Fisher

Dengan Rekan Energi David Fisher melupakan pita superkonduktor suhu tinggi untuk menguji ketahanannya dan mempersiapkannya untuk pabrik fusi percontohan pertama.

“Saya melukis antara usia 12 dan 15; Saya sedang merencanakan perangkat fusi. “

Tumbuh di Wina, Austria, David Fischer membayangkan cara mendinginkan tungku yang digunakan untuk membuat sup ion panas. Plasma Perangkat fusi disebut tokamak. Karena plasma dipanaskan dalam ruang vakum berbentuk donat yang hanya berjarak satu meter dari magnet ini, yang lebih panas dari inti Matahari, dia bertanya-tanya berapa suhu yang mungkin dihasilkan dengan pendingin yang berbeda.

“Saya menggambar rencana ini dan melihatnya pada Ayah,” kenangnya. “Lalu entah bagaimana aku melupakan ide fusi ini.”

Memulai tahun keduanya sebagai postdoctoral dan MIT Energy Fellow baru yang disponsori NI di MIT Plasma Science and Fusion Center (PSFC), Fischer telah jelas terhubung dengan “Fusion Idea”. Dan penelitiannya berkisar pada ide-ide yang membuatnya begitu tenggelam dalam masa muda.

Desain awal Fisher mengeksplorasi metode populer untuk menghasilkan energi fusi berkelanjutan yang bebas karbon yang dikenal sebagai “kendala magnet”. Karena plasma bereaksi terhadap medan magnet, Tokamak dibuat dengan magnet sehingga atom sekering berada di dalam bejana dan jauh dari dinding logam, yang dapat menyebabkan kerusakan. Semakin efektif batasan magnetis, semakin stabil plasma, dan semakin lama dapat bertahan dalam perangkat.

Fisher bekerja di ARC, sebuah konsep pabrik percontohan fusi yang menggunakan pita superkonduktor suhu tinggi (HTS) tipis dalam magnet fusi. HTS memungkinkan lebih banyak medan magnet daripada superkonduktor konvensional yang memungkinkan desain Tokamak lebih kompak. HTS memungkinkan magnet fusi beroperasi pada suhu yang lebih tinggi, mengurangi pendinginan yang diperlukan.

Fisher sangat tertarik pada bagaimana menjaga kaset HTS agar tidak rusak. Reaksi fusi menghasilkan neutron, yang dapat merusak banyak bagian perangkat fusi, dengan dampak terkuat pada elemen yang paling dekat dengan plasma. Neutron merusak struktur mikro pita HTS dan mengubah sifat magnet superkonduktor dari waktu ke waktu, bahkan setelah penurunan jumlah dan kehilangan sebagian besar energinya.

Sebagian besar fokus Fisher didedikasikan untuk efek kerusakan radiasi pada arus kritis, arus listrik maksimum yang dapat melewati superkonduktor tanpa memutuskan daya. Jika iradiasi menyebabkan reduksi arus kritis yang berlebihan, magnet fusi tidak dapat lagi menghasilkan medan magnet tinggi yang diperlukan untuk mengikat dan memampatkan plasma.

Fisher mencatat bahwa adalah mungkin untuk mengurangi kerusakan magnet hampir seluruhnya dengan menambahkan lebih banyak solder antara magnet dan plasma fusi. Tapi itu akan membutuhkan lebih banyak ruang yang merupakan premium dari pembangkit listrik fusi kompak.

“Anda tidak bisa begitu saja meletakkan cahaya tak terbatas di dalamnya. Pertama-tama Anda perlu mempelajari seberapa besar kerusakan yang dapat ditahan superkonduktor ini dan kemudian menentukan berapa lama Anda ingin magnet fusi bertahan. Dan kemudian merancang parameter ini.”

Keterampilan Fisher dengan kaset HTS berkisar dari belajar di Universitas Wina (Universitas Teknologi Wina) di Technich di Austria. Bekerja dalam gelar masternya dalam kelompok fisika suhu rendah, dia diberitahu bahwa dalam posisi PhD konduktor berlapis harus dipelajari untuk kerusakan radiasi pada bahan yang dapat digunakan untuk magnet fusi.

Mengingat lukisan yang dia bagikan dengan ayahnya, dia berpikir, “Oh, lucu sekali saya tertarik pada fusi lebih dari 10 tahun yang lalu. Ya, ayo kita lakukan. “

Studi tentang efek iradiasi neutron pada superkonduktor suhu tinggi untuk magnet fusi yang dipresentasikan pada lokakarya di Jepang menarik perhatian profesor ilmu dan teknik nuklir PSFC Zach Hartwig dan kepala petugas sains Commonwealth Fusion Systems.

“Mereka menggodaku,” dia tersenyum.

Seperti Fisher, Sarabom, dalam makalah penelitiannya sendiri, mengeksplorasi efek kerusakan radiasi pada arus kritis pita HTS. Apa yang peneliti memiliki kesempatan untuk memverifikasi adalah bagaimana kaset berperilaku ketika dipancarkan pada 20 Kelvin, suhu di mana magnet Fusi HTS akan bekerja.

Fisher sekarang mengawasi laboratorium iradiasi proton untuk Direktur PSFC Dennis White. Dia sedang membangun perangkat yang tidak hanya memungkinkan superkonduktor memancarkan radiasi pada 20 k, tetapi juga mengukur perubahan arus kritis sesaat.

Dia senang bisa kembali ke Lab NW13, yang dikenal sebagai “Vault”, bekerja dengan aman dengan asisten mahasiswa di program peluang penelitian sarjana dan pascasarjana. Selama penguncian Covid-19, dia dapat bekerja dari rumah untuk pemrograman perangkat lunak pengukuran tetapi dia melewatkan koneksi harian dengan rekan-rekannya.

“Lingkungan sangat menginspirasi,” katanya, mencatat beberapa pertanyaan yang baru-baru ini muncul dari karyanya. “Apa pengaruh suhu radiasi? Apa metode untuk erosi arus kritis? Bisakah kita mendesain kaset HTS lebih tahan radiasi? Apakah ada cara untuk menyembuhkan kerusakan radiasi? “

Saat dia bersiap untuk mengkoordinasikan perencanaan dan desain fasilitas iradiasi neutron baru di MIT, Fischer mungkin memiliki kesempatan untuk mengeksplorasi beberapa pertanyaannya.

“Ini kesempatan besar bagi saya,” katanya. “Senang rasanya bisa bertanggung jawab atas sebuah proyek sekarang, dan melihat bahwa orang percaya Anda bisa membuatnya berhasil.”

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Diet junk food dapat meningkatkan risiko mengemudi berbahaya di antara pengemudi truk

Diet tidak sehat yang terkait dengan kelelahan yang lebih besar: Faktor kunci dalam peningkatan risiko kecelakaan, kata para peneliti. Pola makan yang tidak sehat dapat...

Fotosintesis buatan menjanjikan sumber energi yang bersih dan berkelanjutan

Manusia dapat melakukan banyak hal yang tidak dapat dilakukan oleh tumbuhan. Kita bisa berjalan, berbicara, mendengarkan, melihat dan menyentuh. Tetapi tanaman memiliki...

Es laut di pantai Arktik menipis secepat yang saya kira

Es Arktik yang menurun bisa dibilang salah satu korban terbesar perubahan iklim, dan dampaknya sangat luas, dari keadaan beruang kutub yang ikonik dan satwa...

Dinosaurus terbesar di Australia – “Titan Selatan” – baru saja memasuki buku rekor!

Kolaborasi Australia, "Titan Cooper Selatan." Penulis: Vlad Konstantinov, Scott Hoknul © Museum Sejarah Alam Eromanga Apa lapangan basket yang lebih tinggi dari b-double, dan...

Maju dengan roket SLS Moon raksasa, pertemuan dekat dengan Ganymede dan gerhana cincin api

Inti roket Space Launch System (SLS) seberat 188.000 pon telah naik ke peluncur bergerak, di antara dua pendorong roket padat. Kredit: NASA Bergerak maju...

Newsletter

Subscribe to stay updated.