غول آهنربایی برق دنیا را متحول میکند!
زهرا وجدانی: در حالی که جهان بهدنبال منابع جدید، پایدار و کمکربن انرژی است، پروژه ITER در جنوب فرانسه بهعنوان یکی از بزرگترین طرحهای بینالمللی برای تحقق انرژی همجوشی در حال پیشروی است. در مرکز این پروژه ساخت سامانهای پیشرفته از آهنرباهای ابررسانا به وزن ۳۰۰۰ تن در حال انجام است که نقش کلیدی در مهار و کنترل پلاسمای داغ در راکتور توکاماک خواهد داشت. این سامانه با تکیه بر فناوریهای پیچیده ابررسانایی و مهندسی دقیق یکی از مهمترین اجزای زیرساختی برای رسیدن به انرژی همجوشی پایدار محسوب میشود.
در این گزارش به بررسی ابعاد فنی، اهداف انرژی، روند ساخت، همکاریهای بینالمللی و جایگاه این آهنربای پیشرفته در آینده صنعت انرژی میپردازیم.
ساختار و عملکرد مغناطیسی پیشرفته
سامانه مغناطیسی ITER شامل یک سولنوئید مرکزی به ارتفاع ۱۸ متر و وزن حدود ۱۰۰۰ تن است که در کنار شش آهنربای حلقوی پولیدال و هجده سیمپیچ توروییدال، مجموعهای به وزن تقریبی ۳۰۰۰ تن را شکل میدهد. این آهنرباها برای تولید میدان مغناطیسی بسیار قوی طراحی شدهاند که میتواند پلاسما با دمای بیش از ۱۵۰ میلیون درجه سانتیگراد را در مرکز راکتور حفظ و کنترل کند. این میدان، کلید حفظ پایداری واکنشهای همجوشی در شرایط محصورسازی مغناطیسی است.
فناوری ابررسانا و شرایط عملیاتی
برای رسیدن به عملکرد مطلوب سیمپیچهای آهنربا با استفاده از آلیاژهای نایوبیوم-قلع و نایوبیوم-تیتانیوم ساخته شدهاند. این مواد در دمای ۴.۵ کلوین (نزدیک صفر مطلق) به حالت ابررسانا میرسند و قادر به انتقال جریانهایی تا ۶۸۰۰۰ آمپر بدون اتلاف انرژی هستند. آزمایشهای گستردهای مانند تست نشت هلیوم، بررسی عایقکاری، سردسازی کامل و شارژ الکتریکی برای تأیید عملکرد هر ماژول انجام شده است. این ماژولها در آمریکا تولید و پس از تأیید کیفی به فرانسه منتقل میشوند.
تولید ۵۰۰ مگاوات انرژی از تنها ۵۰ مگاوات برق ورودی
به گزارش سایت earch هدف اصلی پروژه ITER دستیابی به نسبت بهرهوری انرژی Q≥۱۰ است؛ به این معنا که بتواند با مصرف ۵۰ مگاوات توان ورودی ۵۰۰ مگاوات حرارت همجوشی تولید کند. این هدف در صورت فراتر از توان تمامی راکتورهای همجوشی ساختهشده تاکنون خواهد بود. دستیابی به این بازده انرژی نقطهای تعیینکننده در مسیر حرکت بهسوی طراحی و ساخت نیروگاههای همجوشی تجاری است.
همکاری جهانی در ساخت و نصب؛ از آمریکا تا چین و اروپا
بخشهای مختلف آهنربا و تجهیزات جانبی در کشورهای گوناگون ساخته شدهاند؛ از کارخانههای آمریکا و ژاپن گرفته تا چین، کره، روسیه و اتحادیه اروپا. همه این قطعات باید با دقت میلیمتری در محل پروژه در فرانسه مونتاژ و به هم متصل شوند تا عملکرد راکتور تضمین شود. این همکاری بینالمللی در اوج اختلافات ژئوپلیتیکی نشانی از قدرت علم و فناوری بهعنوان نقطه مشترک ملتهاست.
کریواستات اصلی بهعنوان محفظه خلأ استیل ضد زنگ با قطر حدود ۳۰ متر و وزن نزدیک به ۳۸۵۰ تن توسط هند ساخته شده است و وظیفه حفظ شرایط برودتی و محیط عایق را بر عهده دارد.
پیشآزمایشهای کلیدی برای سیستمهای جانبی
نمونه آزمایشی سیستم گرمایش ITER با نام MITICA در ایتالیا توانسته به ولتاژ هدف ۷۱۰ کیلوولت دست یابد که عملکرد مورد انتظار را تأیید میکند. این پیشآزمایشها کمک میکنند تا مشکلات بالقوه در زمینه تزریق پرتو خنثی و کنترل حرارت در نسخه اصلی راکتور شناسایی و رفع شوند.
برنامه انتقال فناوری و مشارکت بخش خصوصی
از سال ۲۰۲۴ پروژه ITER برنامههایی برای اشتراکگذاری دادهها و مستندات فنی با شرکتهای خصوصی فعال در حوزه انرژی همجوشی آغاز کرده است. این روند با هدف تسریع فرآیند توسعه فناوری و کاهش هزینهها و ریسکهای فنی دنبال میشود. در آوریل ۲۰۲۵ کارگاهی مشترک میان بخش دولتی و خصوصی برای بررسی امکانپذیری استفاده صنعتی از فناوری ITER برگزار شد.
هدف این برنامهها کاهش هزینه، تسریع توسعه راکتورهای مقیاس کوچکتر و ورود سریعتر انرژی همجوشی به شبکه برق جهان است.
موفقیت در نصب و عملکرد آهنربای ابررسانای پروژه ITER میتواند یکی از آخرین موانع فنی در مسیر دستیابی به انرژی همجوشی پایدار را برطرف کند. دستیابی به نسبت بهرهوری Q≥۱۰ نهتنها اثبات قابلیت فنی همجوشی در مقیاس نیمهصنعتی خواهد بود، بلکه مسیر را برای توسعه راکتورهای تجاری هموارتر میکند.
در عین حال دادهها، تجربیات مهندسی و فناوریهای بهکار رفته در این پروژه از طریق برنامههای انتقال فناوری میتوانند به شتابدهی فعالیتهای شرکتهای خصوصی در حوزه انرژی کمک کنند.
این پروژه تنها یک آزمایش علمی نیست بلکه بستری برای آزمودن الگوهای مهندسی، همکاری بینالمللی و توسعه آیندهنگرانه زیرساختهای انرژی در جهان آینده است.
انتهای پیام/
