Το έργο SIBAF στοχεύει στη διερεύνηση νέων υλικών για μελλοντικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας από σύντηξη πιο γρήγορα και αποτελεσματικά
Το Κέντρο Έρευνας Βαρέων Ιόντων GSI Helmholtz και το Διεθνές Κέντρο Επιταχυντών FAIR στο Ντάρμστατ λαμβάνουν σημαντική χρηματοδότηση για την έρευνα σύντηξης. Το Ομοσπονδιακό Υπουργείο Έρευνας, Τεχνολογίας και Διαστήματος (BMFTR) παρέχει συνολικά 9,7 εκατομμύρια ευρώ για τρία χρόνια για το νέο έργο SIBAF. Από αυτά, 8,1 εκατομμύρια ευρώ θα διατεθούν για δραστηριότητες στο GSI και το FAIR.
Το SIBAF σημαίνει «Επιταχυντής Υπεραγώγιμων Ιόντων ως Βασική Τεχνολογία για την Έρευνα Σύντηξης». Στόχος του είναι η κατασκευή μιας υποδομής βασισμένης σε επιταχυντές που θα επιτρέπει την ταχύτερη διερεύνηση και πιστοποίηση νέων υλικών για μελλοντικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας από σύντηξη. Το έργο συντονίζεται από την GSI/FAIR, με το Πανεπιστήμιο Γκαίτε της Φρανκφούρτης ως έναν ακόμη εταίρο.
Τα υλικά πρέπει να αντέχουν σε ακραίες συνθήκες
Μία από τις σημαντικότερες τεχνολογικές προκλήσεις στην ανάπτυξη σταθμών παραγωγής ενέργειας από σύντηξη είναι η εύρεση κατάλληλων υλικών. Πρέπει να αντέχουν σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες και έντονη ακτινοβολία νετρονίων για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Τα πειράματα με νετρόνια παραμένουν απαραίτητα για την έρευνα, αλλά είναι ακριβά και εφικτά μόνο σε λίγα ιδρύματα παγκοσμίως. Το SIBAF συμπληρώνει αυτήν την προσέγγιση ακτινοβολώντας υλικά με βαρέα ιόντα. Αυτό επιτρέπει την ταχύτερη πρόκληση βλάβης από την ακτινοβολία υπό επακριβώς ελεγχόμενες συνθήκες. Ταυτόχρονα, μειώνεται η ενεργοποίηση των υπό εξέταση δειγμάτων, γεγονός που διευκολύνει την επακόλουθη ανάλυση.
Ο επιταχυντής HELIAC αναπτύσσεται περαιτέρω
Ο υπεραγώγιμος επιταχυντής συνεχούς κύματος HELIAC – ο «Γραμμικός Επιταχυντής Helmholtz» – θα αναπτυχθεί περαιτέρω για αυτές τις έρευνες. Τμήματα του επιταχυντή κατασκευάζονται ήδη στην πανεπιστημιούπολη GSI/FAIR.
Θα αναπτυχθεί ένα εξειδικευμένο σύστημα ακτινοβόλησης με βάση την πρώτη κρυομονάδα της HELIAC και τον υπάρχοντα εγχυτήρα υψηλής φόρτισης HLI. Τα χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν περιβάλλοντα δειγμάτων ελεγχόμενης θερμοκρασίας και αυτοματοποιημένο χειρισμό δειγμάτων.
Ο συνδυασμός της τεχνολογίας υπεραγώγιμων επιταχυντών και των νέων μεθόδων για την ακτινοβολία και τον χαρακτηρισμό υλικών θα πρέπει να επιτρέψει την ταχύτερη, πιο αναπαραγώγιμη και πιο ενεργειακά αποδοτική διερεύνηση πιθανών υλικών σύντηξης. Μαζί, το GSI/FAIR και το Πανεπιστήμιο Goethe στοχεύουν στην ανάπτυξη του HELIAC σε μια μοναδική υποδομή για την αξιολόγηση υλικών σύντηξης χρησιμοποιώντας δέσμες ιόντων, τη μοναδική του είδους της στην Ευρώπη.
«Πρακτικές εφαρμογές» για την τεχνολογία επιταχυντών
Το SIBAF συντονίζεται από τον Δρ. Maksym Miski-Oglu, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας cw-Linac στο GSI/FAIR. «Το SIBAF θα μετατρέψει την τεχνογνωσία στην τεχνολογία υπεραγώγιμων γραμμικών επιταχυντών, η οποία έχει συσσωρευτεί εδώ και πολλά χρόνια, σε πρακτικές εφαρμογές», εξηγεί ο Miski-Oglu. Αυτές οι εξελίξεις θα μπορούσαν επομένως να υποστηρίξουν άμεσα την αναζήτηση κατάλληλων υλικών για μελλοντικούς σταθμούς παραγωγής ενέργειας από σύντηξη.
Η καθηγήτρια María Eugenia Toimil-Molares, επικεφαλής της έρευνας υλικών, θεωρεί τη νέα εγκατάσταση ακτινοβόλησης ως μια σημαντική προσθήκη στην υπάρχουσα ερευνητική υποδομή. Η συνεχής ακτινοβολία κύματος με βαρέα ιόντα επιτρέπει την ταχύτερη και καλύτερα ελεγχόμενη συσσώρευση βλαβών και, ως εκ τούτου, μπορεί να συμβάλει σημαντικά στην πιστοποίηση νέων υλικών.
Σημασία για τις μελλοντικές ενεργειακές τεχνολογίες
Για τον καθηγητή Thomas Nilsson, επιστημονικό διευθυντή του GSI και του FAIR, η χρηματοδότηση καταδεικνύει επίσης την αυξανόμενη σημασία της έρευνας του Darmstadt για τις νέες ενεργειακές τεχνολογίες.
«Το SIBAF θα προωθήσει σημαντικά την ανάπτυξη και την πιστοποίηση υλικών για εφαρμογές σύντηξης, προσφέροντας ταυτόχρονα εξαιρετικές ευκαιρίες εκπαίδευσης για την επόμενη γενιά επιστημόνωνκαι μηχανικώνστους τομείς των τεχνολογιών επιταχυντών και σύντηξης», δήλωσε ο Nilsson. Το έργο θα ενισχύσει επίσης τη συμβολή της Γερμανίας στη διεθνή έρευνα για τη σύντηξη.
Η κοινοπραξία αναγνωρίζει επίσης τη συμβολή του Καθηγητή Winfried Barth στη σύλληψη, την προετοιμασία και την αρχική υποβολή της πρότασης έργου.
Μέρος του χρηματοδοτικού προγράμματος «Fusion 2040»
Η SIBAF λαμβάνει υποστήριξη στο πλαίσιο της κατευθυντήριας γραμμής χρηματοδότησης «Βασικές τεχνολογίες για σύντηξη – Στο δρόμο για έναν σταθμό παραγωγής ενέργειας από σύντηξη». Αυτή η χρηματοδότηση υποστηρίζει βασικές τεχνολογίες που απαιτούνται για την κατασκευή και λειτουργία μελλοντικών σταθμών παραγωγής ενέργειας από σύντηξη.
Η κατευθυντήρια γραμμή αποτελεί μέρος του προγράμματος «Σύντηξη 2040 – Έρευνα για την πορεία προς έναν σταθμό παραγωγής ενέργειας από σύντηξη». Στόχος του είναι να θέσει τις επιστημονικές και τεχνολογικές βάσεις που είναι απαραίτητες για την κατασκευή και λειτουργία του πρώτου σταθμού παραγωγής ενέργειας από σύντηξη στη Γερμανία. Η έρευνα για τη σύντηξη αποτελεί επίσης μέρος της Ατζέντας Υψηλής Τεχνολογίας της Γερμανίας της Ομοσπονδιακής Κυβέρνησης της Γερμανίας.
(ΝΤΑΡΜΣΤΑΝΤ – ΚΟΚΚΙΝΟ/GSI)
Προτεινόμενη εικόνα: Η πρώτη κρυομονάδα CM1 της HELIAC: Τα υπεραγώγιμα σωληνοειδή και οι κοιλότητες είναι ορατά μέσα από τις ορθογώνιες πόρτες. Φωτογραφία: GSI
