Hãy tưởng tượng một thế giới không có sự thay đổi khí hậu do con người tạo ra, khủng hoảng năng lượng hoặc phụ thuộc vào dầu mỏ nước ngoài. Nghe có vẻ như một thế giới trong mơ, nhưng Đại học Tennessee, Knoxville, các kỹ sư đã tạo ra một bước tiến lớn để biến kịch bản này thành hiện thực.
Các nhà nghiên cứu và nhân viên tại Phòng thí nghiệm phát triển nam châm UT, chuẩn bị mockup trung tâm cho quá trình ngâm tẩm áp suất chân không
Các nhà nghiên cứu UT đã phát triển thành công một công nghệ chính trong việc phát triển một lò phản ứng thử nghiệm có thể chứng minh tính khả thi của năng lượng nhiệt hạch cho lưới điện. Phản ứng tổng hợp hạt nhân hứa hẹn sẽ cung cấp nhiều năng lượng hơn so với phân hạch hạt nhân được sử dụng ngày nay nhưng với rủi ro ít hơn nhiều.
Các giáo sư kỹ thuật cơ khí, hàng không vũ trụ và y sinh David Irick, Madhu Madhukar và Masood Parang đang tham gia vào một dự án liên quan đến Hoa Kỳ, năm quốc gia khác và Liên minh châu Âu, được gọi là ITER. Các nhà nghiên cứu UT đã hoàn thành một bước quan trọng trong tuần này cho dự án bằng cách thử nghiệm thành công công nghệ của họ trong tuần này, nó sẽ cách điện và ổn định điện từ trung tâm.
ITER đang xây dựng một lò phản ứng nhiệt hạch nhằm mục đích sản xuất gấp mười lần năng lượng mà nó sử dụng. Cơ sở hiện đang được xây dựng gần Cadarache, Pháp và sẽ bắt đầu hoạt động vào năm 2020.
Mục tiêu của ITER là giúp mang lại sức mạnh tổng hợp cho thị trường thương mại, ông Mad Madukukar nói.Sức mạnh của Fusion Fusion an toàn và hiệu quả hơn so với năng lượng phân hạch hạt nhân. Không có nguy cơ phản ứng chạy trốn như những gì đã xảy ra trong các phản ứng phân hạch hạt nhân ở Nhật Bản và Chernobyl, và có rất ít chất thải phóng xạ.
Không giống như các lò phản ứng phân hạch hạt nhân ngày nay, nhiệt hạch sử dụng một quá trình tương tự như cung cấp năng lượng cho mặt trời.
Từ năm 2008, các giáo sư kỹ thuật UT và khoảng mười lăm sinh viên đã làm việc trong Phòng thí nghiệm phát triển nam châm UT (MDL) ở ngoài Pellissippi Parkway để phát triển công nghệ phục vụ cách điện và cung cấp tính toàn vẹn cấu trúc cho hơn 1000 tấn điện từ trung tâm.
Một lò phản ứng tokamak sử dụng từ trường để giam giữ plasma Plasma một loại khí nóng, tích điện, đóng vai trò là lò phản ứng đốt nhiên liệu thành hình xuyến. Các điện từ trung tâm, bao gồm sáu cuộn dây khổng lồ xếp chồng lên nhau, đóng vai trò đóng vai chính bằng cách đốt cháy và điều khiển dòng plasma.
Chìa khóa để mở khóa công nghệ là tìm ra vật liệu phù hợp, một hỗn hợp hóa học sợi thủy tinh và epoxy là chất lỏng ở nhiệt độ cao và trở nên cứng khi được xử lý và sử dụng đúng vật liệu này vào tất cả các khoảng trống cần thiết bên trong đế điện từ. Hỗn hợp đặc biệt cung cấp cách điện và sức mạnh cho cấu trúc nặng. Quá trình ngâm tẩm di chuyển vật liệu với tốc độ phù hợp, bao gồm nhiệt độ, áp suất, chân không và tốc độ dòng chảy vật liệu.
Tuần này, nhóm UT đã thử nghiệm công nghệ bên trong mockup của dây dẫn điện từ trung tâm.
Trong thời gian ngâm tẩm epoxy, chúng tôi đã ở trong một cuộc đua với thời gian, giáo sư Madhukar nói. Với các epoxy, chúng tôi có các thông số cạnh tranh. Nhiệt độ càng cao, độ nhớt càng thấp; nhưng đồng thời, nhiệt độ càng cao thì tuổi thọ của epoxy càng ngắn.
Phải mất hai năm để phát triển công nghệ, hơn hai ngày để thấm đẫm mockup trung tâm và nhiều cặp mắt cảnh giác để đảm bảo mọi thứ diễn ra theo đúng kế hoạch.
Nó đã làm.
Mùa hè này, công nghệ nhóm Team sẽ được chuyển giao cho đối tác công nghiệp ITER của Mỹ, General Atomics tại San Diego, nơi sẽ chế tạo điện từ trung tâm và chuyển nó đến Pháp.
ITER, được thiết kế để chứng minh tính khả thi về mặt khoa học và công nghệ của năng lượng nhiệt hạch, sẽ là tokamak lớn nhất thế giới. Là thành viên ITER, Hoa Kỳ nhận được toàn quyền truy cập vào tất cả dữ liệu khoa học và công nghệ do ITER phát triển, nhưng chịu ít hơn 10% chi phí xây dựng, được chia sẻ giữa các quốc gia đối tác. US ITER là một dự án của Bộ Khoa học Năng lượng do Phòng thí nghiệm Quốc gia Oak Ridge quản lý.
Tái xuất bản với sự cho phép của Đại học Tennessee.