Проєкт SIBAF має на меті швидше та ефективніше досліджувати нові матеріали для майбутніх термоядерних електростанцій
Центр дослідження важких іонів імені Гельмгольца GSI та Міжнародний прискорювальний центр FAIR у Дармштадті отримують значне фінансування для досліджень у галузі термоядерного синтезу. Федеральне міністерство досліджень, технологій та космосу (BMFTR) виділяє загалом 9,7 мільйона євро протягом трьох років на новий проект SIBAF. З цієї суми 8,1 мільйона євро буде спрямовано на діяльність у GSI та FAIR.
SIBAF розшифровується як «Надпровідний іонний прискорювач як базова технологія для досліджень термоядерного синтезу». Його метою є створення інфраструктури на основі прискорювача, яка дозволить швидше досліджувати та кваліфікувати нові матеріали для майбутніх термоядерних електростанцій. Проєкт координується GSI/FAIR, а ще одним партнером є Гете-Університет Франкфурта.
Матеріали повинні витримувати екстремальні умови
Однією з головних технологічних проблем у розробці термоядерних електростанцій є пошук відповідних матеріалів. Вони повинні витримувати надзвичайно високі температури та інтенсивне нейтронне випромінювання протягом тривалого часу.
Експерименти з нейтронами залишаються незамінними для досліджень, але вони є дорогими та можливими лише в кількох установах світу. SIBAF доповнює цей підхід, опромінюючи матеріали важкими іонами. Це дозволяє швидше генерувати радіаційні пошкодження в точно контрольованих умовах. Водночас зменшується активація досліджуваних зразків, що полегшує подальший аналіз.
Прискорювач HELIAC продовжує розвиватися
Надпровідний прискорювач безперервної хвилі HELIAC – «Лінійний прискорювач Гельмгольца» – буде додатково вдосконалено для цих досліджень. Частини прискорювача вже будуються на території кампусу GSI/FAIR.
Спеціалізована система опромінення буде розроблена на основі першого кріомодуля HELIAC та існуючого високозарядного інжектора HLI. Її функції включають контрольоване температурне середовище для зразків та автоматизовану обробку зразків.
Поєднання технології надпровідного прискорювача та нових методів опромінення та характеристики матеріалів має забезпечити швидше, більш відтворюване та енергоефективне дослідження потенційних термоядерних матеріалів. GSI/FAIR та Університет Гете разом прагнуть перетворити HELIAC на унікальну інфраструктуру для кваліфікації термоядерних матеріалів з використанням іонних пучків, єдину в своєму роді в Європі.
«Практичне застосування» технології прискорювачів
Координатором SIBAF є доктор Максим Міскі-Оглу, керівник дослідницької групи cw-Linac у GSI/FAIR. «SIBAF втілить досвід у технології надпровідних лінійних прискорювачів, накопичений протягом багатьох років, у практичне застосування», – пояснює Міскі-Оглу. Таким чином, ці розробки можуть безпосередньо підтримати пошук відповідних матеріалів для майбутніх термоядерних електростанцій.
Професор Марія Євгенія Тойміл-Моларес, керівник відділу досліджень матеріалів, розглядає новий опромінюючий центр як важливе доповнення до існуючої дослідницької інфраструктури. Безперервне опромінення важкими іонами забезпечує швидше та краще контрольоване накопичення пошкоджень і таким чином може зробити значний внесок у кваліфікацію нових матеріалів.
Значення для майбутніх енергетичних технологій
Для професора Томаса Нільссона, наукового директора GSI та FAIR, фінансування також демонструє зростаючу важливість досліджень Дармштадта для нових енергетичних технологій.
«SIBAF значно просуне розробку та кваліфікацію матеріалів для термоядерного синтезу, одночасно пропонуючи чудові можливості для навчання наступного покоління вченихта інженеріву галузі прискорювальних та термоядерних технологій», – сказав Нільссон. Проєкт також посилить внесок Німеччини в міжнародні дослідження термоядерного синтезу.
Консорціум також висловлює подяку професору Вінфріду Барту за внесок у розробку, підготовку та початкове подання проектної пропозиції.
Частина програми фінансування «Fusion 2040»
SIBAF отримує підтримку згідно з інструкцією з фінансування «Базові технології для термоядерного синтезу – на шляху до термоядерної електростанції». Це фінансування підтримує ключові технології, необхідні для будівництва та експлуатації майбутніх термоядерних електростанцій.
Це керівництво є частиною програми «Fusion 2040 – Дослідження шляху до термоядерної електростанції». Його метою є створення науково-технологічної основи, необхідної для будівництва та експлуатації першої термоядерної електростанції в Німеччині. Дослідження в галузі термоядерного синтезу також є складовою Програми розвитку високих технологій Федерального уряду Німеччини.
(ДАРМШТАДТ – ЧЕРВОНИЙ/GSI)
Зображення: Перший кріомодуль HELIAC CM1: Надпровідні соленоїди та порожнини видно крізь прямокутні дверцята. Фото: GSI
