El sistema magnético Demo4 de Tokamak Energy puede transportar 12 millones de amperios de electricidad

Energía Tokamak

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La energía de fusión es el futuro de la energía limpia y sostenible. Se genera durante una reacción de fusión cuando dos átomos más ligeros chocan para formar otros más pesados ​​y liberan energía. Esta energía se aprovecha y se utiliza para generar electricidad.

En las últimas décadas se han producido numerosos avances e investigaciones en energía de fusión, y Tokamak Energy acaba de anunciar uno nuevo, sólo dos meses después de anunciar un avance anterior.

En la conferencia internacional sobre energía de fusión de esta semana, el Simposio sobre Ingeniería de Fusión (SOFE), Tokamak Energy anunció el desarrollo de un sistema magnético superconductor llamado Demo4.

Este sistema magnético tendrá la increíble cantidad de 12 millones de amperios (amp) de electricidad a través de su columna central, que es cuatro veces mayor que la corriente que pasa a través del tokamak ST40 de la compañía. Para ponerlo en perspectiva, es 120.000 veces más que el consumo eléctrico típico de 100 amperios de un hogar medio en el Reino Unido.

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Uno de los principales requisitos de los reactores de fusión son los fuertes campos magnéticos que puedan controlar y confinar el plasma caliente en el reactor. Es necesario pasar grandes cantidades de corriente para generar campos magnéticos tan grandes.

Los superconductores ofrecen resistencia cero a la electricidad, lo que los convierte en una opción ideal para este uso. Sin embargo, requieren temperaturas muy bajas, cercanas al cero absoluto (-273,15 grados Celsius o -459,67 grados Fahrenheit). La solución es utilizar ciertos materiales que exhiban superconductividad a temperaturas relativamente más altas (-196 grados Celsius o -320,8 grados Fahrenheit).

Estos materiales, conocidos como superconductores de alta temperatura (HTS), son cruciales para la energía de fusión, y Tokamak Energy es pionera en la creación de imanes HTS.

Hablando del desarrollo de los imanes HTS, el Dr. Rod Bateman, que dirige el equipo de desarrollo de imanes HTS en Tokamak Energy, dijo anteriormente: "El gran avance para hacer posible un tokamak esférico compacto fue el desarrollo de material HTS que puede funcionar en campos magnéticos elevados. .

Nuestros cofundadores, el Dr. David Kingham y el profesor Mikhail Gryaznevich, estuvieron entre los primeros pioneros en identificar la oportunidad de aplicar esta tecnología a la energía de fusión, reemplazando los imanes de cobre. Hemos probado esta tecnología con éxito en uno de nuestros primeros dispositivos, el ST25-HTS, y luego decidimos desarrollar, en paralelo a nuestro programa de tokamak esférico, un programa de imanes dedicado".

Estos imanes HTS generan fuertes campos magnéticos que confinan y controlan el plasma, facilitando presiones y temperaturas más altas necesarias para las reacciones de fusión. Además, los imanes HTS requieren menos potencia de enfriamiento, lo que simplifica los sistemas de enfriamiento y reduce los costos en los reactores de energía de fusión.

Tokamak Energy está desarrollando el sistema magnético Demo4 para replicar los campos magnéticos necesarios para las plantas de energía de fusión. El plasma en los núcleos de los reactores puede alcanzar temperaturas superiores a las del centro del Sol (~15 millones de grados Celsius o 27 millones de grados Fahrenheit).

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Al crear fuertes fuerzas magnéticas, Tokamak Energy pretende probar por primera vez escenarios relevantes para plantas de energía de fusión.

El sistema Demo4 consta de 44 bobinas magnéticas fabricadas con cinta HTS. El sistema funcionará en vacío a una temperatura extremadamente baja de -253 grados Celsius (-423,4 grados Fahrenheit), lograda mediante crioenfriadores de ciclo cerrado.

Antes de una descripción general completa de Demo4 presentada en SOFE, Graham Dunbar, líder técnico de Tokamak Energy, mencionó que el sistema Demo4 será un conjunto completamente equilibrado de imanes con forma de tokamak. El sistema de 18 Tesla será casi un millón de veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra.

"Demo4 será un conjunto completamente equilibrado de imanes con forma de tokamak. Lo más importante es que nos permitirá crear fuerzas magnéticas sustanciales y probarlas por primera vez en escenarios relevantes para plantas de energía de fusión. Los aprendizajes de este sistema único impulsarán mejorar nuestra comprensión de la tecnología necesaria para ofrecer energía de fusión limpia, segura y asequible en la década de 2030", explicó.

El sistema Demo4 se ensamblará y probará en 2024 en la sede de Tokamak Energy en Milton Park, Reino Unido.