O sistema magnético Demo4 da Tokamak Energy pode transportar 12 milhões de amperes de eletricidade

Energia Tokamak

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A energia de fusão é o futuro da energia limpa e sustentável. É gerado durante uma reação de fusão quando dois átomos mais leves colidem para formar átomos mais pesados ​​e liberar energia. Essa energia é aproveitada e usada para gerar eletricidade.

Nas últimas décadas, houve numerosos avanços e pesquisas em energia de fusão, e a Tokamak Energy acaba de anunciar um novo, apenas dois meses depois de anunciar um avanço anterior.

Na conferência internacional de energia de fusão desta semana, Simpósio de Engenharia de Fusão (SOFE), a Tokamak Energy anunciou o desenvolvimento de um sistema magnético supercondutor chamado Demo4.

Este sistema magnético terá incríveis 12 milhões de Amperes (ampères) de eletricidade passando por sua coluna central, o que é quatro vezes maior que a corrente que passa pelo tokamak ST40 da empresa. Para colocar isto em perspectiva, é 120.000 vezes mais do que o consumo típico de electricidade de 100 A de uma casa média no Reino Unido.

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Um dos principais requisitos dos reatores de fusão são campos magnéticos fortes que possam controlar e confinar o plasma quente no reator. Grandes quantidades de corrente precisam ser passadas para gerar campos magnéticos tão grandes.

Os supercondutores oferecem resistência zero à eletricidade, o que os torna a escolha ideal para esse uso. No entanto, requerem temperaturas muito baixas, próximas do zero absoluto (-273,15 graus Celsius ou -459,67 graus Fahrenheit). A solução é usar certos materiais que apresentam supercondutividade em temperaturas relativamente mais altas (-196 graus Celsius ou -320,8 graus Fahrenheit).

Esses materiais, conhecidos como supercondutores de alta temperatura (HTS), são cruciais para a energia de fusão, e a Tokamak Energy é pioneira na criação de ímãs HTS.

Falando sobre o desenvolvimento dos ímãs HTS, o Dr. Rod Bateman, que gerencia a equipe de desenvolvimento de ímãs HTS na Tokamak Energy, disse anteriormente: "O avanço para permitir um tokamak esférico compacto foi o desenvolvimento de material HTS que pode operar em campos magnéticos elevados .

Nossos cofundadores, Dr. David Kingham e Professor Mikhail Gryaznevich, estiveram entre os primeiros pioneiros a identificar a oportunidade de aplicar esta tecnologia à energia de fusão – substituindo ímãs de cobre. Testámos esta tecnologia com sucesso num dos nossos primeiros dispositivos, o ST25-HTS, e depois decidimos desenvolver, paralelamente ao nosso programa tokamak esférico, um programa magnético dedicado."

Esses ímãs HTS geram fortes campos magnéticos que confinam e controlam o plasma, facilitando pressões e temperaturas mais altas necessárias para reações de fusão. Além disso, os ímãs HTS requerem menos potência de resfriamento, simplificando os sistemas de resfriamento e reduzindo os custos em reatores de energia de fusão.

A Tokamak Energy está desenvolvendo o sistema magnético Demo4 para replicar os campos magnéticos necessários para usinas de fusão. O plasma nos núcleos dos reatores pode atingir temperaturas superiores às do centro do Sol (~15 milhões de graus Celsius ou 27 milhões de graus Fahrenheit).

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Ao criar fortes forças magnéticas, a Tokamak Energy pretende testar pela primeira vez cenários relevantes para usinas de energia de fusão.

O sistema Demo4 consiste em 44 bobinas magnéticas feitas de fita HTS. O sistema operará no vácuo a uma temperatura extremamente baixa de 253 graus Celsius negativos (-423,4 graus Fahrenheit), alcançada por crioresfriadores de ciclo fechado.

Antes de uma visão geral abrangente do Demo4 apresentada na SOFE, Graham Dunbar, líder técnico da Tokamak Energy, mencionou que o sistema Demo4 será um conjunto completamente equilibrado de ímãs moldados em uma configuração tokamak. O sistema de 18 Tesla será quase um milhão de vezes mais forte que o campo magnético da Terra.

"O Demo4 será um conjunto completamente equilibrado de ímãs moldados em uma configuração tokamak. É importante ressaltar que nos permitirá criar forças magnéticas substanciais e testá-las pela primeira vez em cenários relevantes para usinas de fusão. Os aprendizados deste sistema único impulsionarão avançar nossa compreensão da tecnologia necessária para fornecer energia de fusão limpa, segura e acessível na década de 2030", explicou ele.