カジノ 遊雅堂エネルギーおよび核廃棄物管理研究所のディレクターであるクリスチャンリンズマイヤー教授は、ドイツの最近のカジノ 遊雅堂研究の資金調達とカジノ 遊雅堂技術の進歩における研究所の役割の増加を概説しています。
ドイツは数十年にわたってフュージョン研究に投資しており、さまざまなプロジェクトやトピックを含むプログラムを作成しています。約1年半前、ドイツ政府は、最初のカジノ 遊雅堂反応器の建設に向けてこれらの努力をさらに進めるための資金の増加を発表しました。
カジノ 遊雅堂は、3つの研究機関によって実施されています。プラズマ物理学（IPP）のMax-Planck-Institute（IPP）、2つの場所があります。 Garchingサイトでは、研究者がASDEXアップグレードTokamakを運営しています。Wendelstein 7-x Stellarator、現在の技術の中で最も先進的で反応器に最も近いことで祝われます。
Max-Planck-Institute for Plasma Physicsは、ドイツの主要なカジノ 遊雅堂研究機関であり、この分野での国の研究努力の約4分の1を占めています。 IPPはこれらのデバイスを操作し、カジノ 遊雅堂技術を進めるために重要なプラズマ物理研究を実施しています。
FZJ、IFN-1は、プラズマ壁の相互作用とプラズマ向け材料と成分のカジノ 遊雅堂分野を専門としています。これには、トカマクと星のエッジプラズマの診断とモデリング、プラズマ壁の相互作用の物理学、およびプラズマ面ユニットの材料および成分の開発、特性評価、およびテストが含まれます。
ドイツのカジノ 遊雅堂景観への投資
ドイツはFusion 2040と呼ばれるプログラムを開始し、Fusionカジノ 遊雅堂者と産業の間で共同作業を刺激しました。このプログラムには、今後4年間、3億7,000万ユーロの予算が割り当てられています。
Fusion 2040プログラムは、連邦政府とFusion Researchの代表者との相互作用によって確立され、2024年11月1日にFZJと業界パートナーの間で最初のプロジェクトを開始しました。
私たちの戦略は、この資金を利用して、ユリッヒ、カールスルーエ、ガーシング、グレイフズワルドなどの伝統的な研究機関を強化し、カジノ 遊雅堂研究者と業界パートナーの間の共同作業を促進することです。ドイツ語で「Verbundprojekte、すなわち共同プロジェクト」として知られている連邦省によるこの資金調達概念は、このプログラム内で提出されたトピックについて業界の利害関係者とのパートナーシップを確立する必要があります。
状況は非常に柔軟性があり、業界のごく一部がより大きな公共部門とリンクしたり、その逆とも関係があります。さまざまなオプションがあります。
カジノ 遊雅堂研究所および核廃棄物管理研究所
フュージョンエネルギーおよび核廃棄物管理研究所（IFN-1）内のプラズマ物理学研究所を介したカジノ 遊雅堂へのユリッヒの貢献は、カジノ 遊雅堂内の最小の組織パートナーです。私たちの主な焦点は、最初の壁とダイバーターとのプラズマの相互作用と材料です。
材料とプラズマの物理学を専門とする世界中に多くの機関があります。ただし、これらのフィールドを私たちと同じように組み合わせるものはありません。
エッジプラズマのカジノ 遊雅堂
カジノ 遊雅堂プロセスは主にホットプラズマコアで発生しますが、そのボリュームを制限するエッジプラズマは、追加のユニークな課題を提示します。ホットコアから壁に移行するには、プラズマを閉じ込めて温度を維持するための高密度障壁が必要です。
コアプラズマはほとんどが液体のように動作しますが、端では個々の原子衝突と中性原子の挙動が重要になります。私たちのカジノ 遊雅堂は、プラズマ材料界面を制御するために、エッジプラズマに焦点を当てています。
エッジプラズマと、EdgeプラズマプロセスのためにFusionコミュニティで広く使用されているEireneやERO 2を含むモデルとコードの開発を調査しています。また、私たちの作品では、原子炉壁との相互作用も探求し、最初の壁または粒子が排出される最初の壁またはダイバーに向かってプラズマを逃れる粒子をカジノ 遊雅堂します。
これらのエリアは、高出力と粒子の負荷を経験します。
カジノ 遊雅堂システムでは、1平方メートルあたり最大20メガワットの範囲に焦点を当て、熱と粒子の負荷を効果的に管理します。
効果的な材料の開発
ドイツのヘルムホルツカジノ 遊雅堂プログラムは、4つの重要な領域に焦点を当てています：Stellarator、Tokamak（両方ともIPPが率いる）、材料とカジノ 遊雅堂技術（キットが率いる）、プラズマ壁の相互作用は、ForschungszentrumJülich（FZJ）でリードする。
私たちのカジノ 遊雅堂では、血漿と壁材料、特に血漿にさらされたものとの相互作用を調べます。効果的な材料は、侵食率が低いこと、燃料の最小限の保持（特に重水素とトリチウム）、およびダイバーの過熱を防ぐための効率的な熱伝達を実証する必要があります。
タングステン摂氏3,400度を超える高融点を含む、その特性のため、強力な候補者です。ただし、特に高温や中性子にさらされた後、それは非常に脆いため、脆性がさらに向上する可能性があります。
タングステンの高い表面結合エネルギーは、非常に高いスパッタリングしきい値につながります。つまり、プラズマ粒子の衝突エネルギーがそのしきい値の下に維持されると、侵食が最小限に抑えられます。この特徴は、ダイバーターとファーストウォールの寿命を大幅に拡張し、タングステンをその脆性にもかかわらず好ましい選択にします。
タングステンの脆性の問題は、主要な材料開発戦略の1つによって取り組まれ、解決されます。タングステン繊維をタングステンマトリックスに統合し、繊維とマトリックスの間の安定した明確なインターフェースを提供することにより - 。
本質的な脆性に加えて、純粋なタングステンは、正常な反応器状態の場合に追加の問題を提起します。エアイングレスとの冷却喪失事故では、プラズマに向いた成分は、中性子活性化元素の崩壊により、すぐに高温に達します。
この問題を解決するための私たちのアプローチは、錆びる傾向がある純粋な鉄がクロムのような要素と合わせて錆びにくい材料を作成するステンレス鋼に触発されています。 Chromiumを含む特定の合金要素を選択することにより、この原則をタングステンに適用して、自己加熱性のタングステン合金と呼ぶものを開発しました。
約15年にわたって実施されたこれら2つの模範的な材料分野でのカジノ 遊雅堂により、これらの材料ソリューションの開発が業界への移転、したがって、ラボスケールから生産へのアップスケーリングが開始されました。 。
専用の専門技術
材料開発、エッジプラズマの物理学、モデリングに焦点を当てていることに加えて、カルハムのヨーロッパのトカマックジェットのために、ウェンデルスタイン7-Xなどのカジノ 遊雅堂施設向けに分光計を含む診断システムを設計します。私たちの機器は、エッジプラズマと最初の壁の間の相互作用を調査し、大規模カジノ 遊雅堂デバイスでのプラズマ壁相互作用の物理学を研究するための不可欠なツールです。
さらなるカジノ 遊雅堂分野として、材料の水素同位体、特に水素同位体重水素とトリチウムの分析においてユリッヒに特化しています。水素同位体は、金属原子の格子の原子空間に浸透することにより、タングステン、鋼、およびその他の金属を弱める可能性があります。
最後に、制御された領域と高温セルを備えた特定のカジノ 遊雅堂室を操作して、放射性材料と成分を処理および分析します。中性子とそれぞれの活性化反応にさらされた後。
中性子露出コンポーネントでのカジノ 遊雅堂
カジノ 遊雅堂反応では、重水素がトリチウムと結合してアルファ粒子（ヘリウム-4核）と中性子を生成します。その名前で示されているように、中性子は電気的に中立です。
中性子が材料、特に最初の壁とその背後の毛布を通り抜けると、トリチウムの繁殖に有益な役割を果たします。ただし、中性子の衝撃には、通過する材料の特性を変更できるため、欠点もあります。
考慮すべきもう1つの重要な側面は、非常に高い電力負荷を経験するディバートルです。これらの高出力負荷の下で材料と成分の両方をテストし、中性子への暴露後を含むプラズマへの曝露においてテストすることが重要です。
したがって、すべての着信および発信サンプルの放射能が監視および測定されている制御エリアカジノ 遊雅堂所を持つことが不可欠です。サンプルの放射能が高すぎる場合、さらに、それらのコンポーネントと材料を使用した実験中にオペレーターと環境を保護するために、その制御された実験室スペース内で高温セルが必要になる場合があります。
最先端の施設
「高温材料カジノ 遊雅堂所 - HML」はユニークで、放射性材料とコンポーネントを処理する能力を提供します。特に、高出力負荷テストのために電子ビームデバイスにさらされるだけでなく、プラズマ壁相互作用カジノ 遊雅堂のための線形プラズマデバイスのプラズマにさらされる可能性があります。
TokamaksやStellaratorsとは異なり、新しい線形プラズマデバイス「Jule-PSI」は水平カラムでプラズマを生成し、大規模なカジノ 遊雅堂デバイスよりも操作性の高い壁条件をシミュレートできます。これにより、明確に定義された血漿材料相互作用研究が可能になります。
グローバルに、私たちの線形プラズマデバイスJule-PSIは一種の1つです。他のラボも核材料を扱うことができますが、熱い細胞内のJule-PSIのような線形プラズマセットアップはありません。
協力が重要です
Wendelstein 7-X、Jet、その他の国際施設を含むさまざまな大規模なカジノ 遊雅堂装置と協力しています。これは、大規模なカジノ 遊雅堂実験での研究との血漿壁の相互作用に関する広範な研究室と理論の研究を組み合わせる際に、私たちにとって特に重要です。
私たちは別のカジノ 遊雅堂所として運営されており、プラズマ物理学（IPP）のMax-Planck-Institute（IPP）の一部ではありません。彼らには、プラズマ壁の相互作用の専用部門がないため、この責任はユリッヒで私たちにかかっています。
英国には、特にジェットサイトとしてのカルハムとの強いつながりがあり、英国のステッププログラムが進むにつれてこのネットワークが拡大しています。ヨーロッパでは、フランスのカダラシュにある西トカマックと協力して、協同カジノ 遊雅堂の過程で材料とコンポーネントを暴露しています。
フュージョンの見通し
ドイツのカジノ 遊雅堂研究環境は、4つの注目すべき企業の出現とともに大幅に進化しました。両社は、ステラレーターカジノ 遊雅堂反応器（Wendelstein 7-Xなど）に焦点を当てています。
核カジノ 遊雅堂の概念は従来のエネルギー法とは異なりますが、その長期的な実行可能性に関する懸念は持続します。しかし、特に米国とヨーロッパで、成功したデモンストレーションは世界的な関心を生み出しました。
ヨーロッパの共同トーラス（JET）のような施設は、カジノ 遊雅堂研究にとって重要ですが、主に実験目的で役立ちます。実験セットアップとは異なり、電力を生成する原子炉の開発には、特殊な設計と運用パラメーターを慎重に検討する必要があります。
本物の大規模な産業プロジェクトがそれなしで成功することはできないため、本物のリアクターでカジノ 遊雅堂力を達成することは政府の資金と支援に依存しています。通常、このような開発には、過去の太陽光発電や風力エネルギーの進歩と同様に、約20年かかります。
全体として、ドイツでのカジノ 遊雅堂を実現するための現在の風景は非常に前向きです。私たちは追加の資金の流入を目撃しており、私たちの目的は、単に新しい実験セットアップを確立するのではなく、カジノ 遊雅堂反応器を構築することです。
注意してください、この記事は私たちの第20版にも掲載されます四半期公開.
