פרויקט SIBAF שואף לחקור חומרים חדשים עבור תחנות כוח היתוך עתידיות במהירות וביעילות רבה יותר
מרכז הלמהולץ לחקר יונים כבדים ע"ש GSI ומרכז המאיצים הבינלאומי FAIR בדרמשטט מקבלים מימון משמעותי למחקר היתוך. משרד המחקר, הטכנולוגיה והחלל הפדרלי (BMFTR) מספק סכום כולל של 9.7 מיליון אירו על פני שלוש שנים לפרויקט SIBAF החדש. מתוכם, 8.1 מיליון אירו יוקדשו לפעילויות ב-GSI וב-FAIR.
SIBAF הוא ראשי תיבות של "מאיץ יונים מוליך-על כטכנולוגיה בסיסית למחקר היתוך". מטרתו היא לבנות תשתית מבוססת מאיץ שתאפשר חקירה מהירה יותר והסמכה של חומרים חדשניים עבור תחנות כוח היתוך עתידיות. הפרויקט מתואם על ידי GSI/FAIR, כאשר אוניברסיטת גתה פרנקפורט היא שותפה נוספת בפרויקט.
חומרים חייבים לעמוד בתנאים קיצוניים
אחד האתגרים הטכנולוגיים העיקריים בפיתוח תחנות כוח היתוך הוא מציאת חומרים מתאימים. עליהם לעמוד בטמפרטורות גבוהות במיוחד ובקרינת נויטרונים עזה לאורך תקופות ארוכות.
ניסויים עם נויטרונים נותרו הכרחיים למחקר, אך הם יקרים ואפשריים רק במספר קטן של מוסדות ברחבי העולם. SIBAF משלימה גישה זו על ידי הקרנת חומרים ביונים כבדים. זה מאפשר יצירת נזקי קרינה מהר יותר בתנאים מבוקרים בדיוק. במקביל, הפעלת הדגימות הנבדקות מצטמצמת, מה שמקל על הניתוח שלאחר מכן.
מאיץ HELIAC נמצא בפיתוח נוסף
מאיץ הגל הרציף המוליך-על HELIAC – "מאיץ הלמהולץ הלינארי" – יפותח עוד יותר עבור מחקרים אלה. חלקים מהמאיץ כבר נבנים בקמפוס GSI/FAIR.
מערכת הקרנה ייעודית תפותח על בסיס הקריומודול הראשון של HELIAC ומזרק HLI בעל מטען גבוה הקיים. התכונות כוללות סביבות דגימה מבוקרות טמפרטורה וטיפול אוטומטי בדגימות.
השילוב של טכנולוגיית מאיץ מוליך-על ושיטות חדשות להקרנה ואפיון חומרים אמור לאפשר חקירה מהירה, ניתנת לשחזור ויעילה יותר מבחינה אנרגטית של חומרי היתוך פוטנציאליים. יחד, GSI/FAIR ואוניברסיטת גתה שואפות לפתח את HELIAC לתשתית ייחודית להסמכת חומרי היתוך באמצעות קרני יונים, היחידה מסוגה באירופה.
"יישומים מעשיים" לטכנולוגיית מאיץ
SIBAF מתואם על ידי ד"ר מקסים מיסקי-אוגלו, ראש קבוצת המחקר cw-Linac ב-GSI/FAIR. "SIBAF תתרגם את המומחיות בטכנולוגיית מאיצי ליניאריים מוליכי-על, שנבנתה במשך שנים רבות, ליישומים מעשיים", מסבירה מיסקי-אוגלו. פיתוחים אלה יוכלו אפוא לתמוך ישירות בחיפוש אחר חומרים מתאימים לתחנות כוח היתוך עתידיות.
פרופסור מריה יוג'יניה טוימיל-מולארס, ראש מחלקת מחקר חומרים, רואה במתקן ההקרנה החדש תוספת חשובה לתשתית המחקר הקיימת. הקרנה בגלים רציפים עם יונים כבדים מאפשרת הצטברות נזק מהירה ומבוקרת יותר, ובכך יכולה לתרום תרומה משמעותית לסימונם של חומרים חדשים.
חשיבות עבור טכנולוגיות אנרגיה עתידיות
עבור פרופסור תומאס נילסון, המנהל המדעי של GSI ו-FAIR, המימון מדגים גם את החשיבות הגוברת של מחקר דרמשטט בתחום טכנולוגיות אנרגיה חדשות.
"SIBAF יקדם משמעותית את הפיתוח וההסמכה של חומרים ליישומי היתוך, ובמקביל יציע הזדמנויות הכשרה מצוינות לדור הבא של מדעניםומהנדסיםבתחומי טכנולוגיות המאיצים וההיתוך", אמר נילסון. הפרויקט גם יחזק את תרומתה של גרמניה למחקר היתוך בינלאומי.
הקונסורציום מכיר גם בתרומתו של פרופסור וינפריד בארת' לתפיסה, להכנה ולהגשה הראשונית של הצעת הפרויקט.
חלק מתוכנית המימון "היתוך 2040"
SIBAF מקבלת תמיכה במסגרת הנחיית המימון "טכנולוגיות בסיסיות להיתוך - בדרך לתחנת כוח היתוך". מימון זה תומך בטכנולוגיות מפתח הדרושות לבנייה ותפעול של תחנות כוח היתוך עתידיות.
ההנחיה היא חלק מתוכנית "היתוך 2040 - מחקר בדרך לתחנת כוח היתוך". מטרתה היא לבסס את היסודות המדעיים והטכנולוגיים הנחוצים לבנייה ותפעול של תחנת כוח היתוך הראשונה בגרמניה. מחקר היתוך הוא גם מרכיב באג'נדה של ממשלת גרמניה בנושא טכנולוגיה עילית.
(דרמשטאדט – אדום/GSI)
תמונה ראשית: הקריומודול CM1 הראשון של HELIAC: הסולנואידים והחללים המוליכים-על נראים דרך הדלתות המלבניות. צילום: GSI
