Nesen ASV fotonikas gigantsSakarīgsun Japānas Faraday 1867 Holdings parakstīja nodomu vēstuli (LOI) ar mērķi palielinātaugstas temperatūras supravadītspēja(HTS) lentes plaši izmantotai kodolsintēzes reaktoru plaša mēroga izvietošanai, kā arī lai palīdzētu virzīt pāreju uz zaļo enerģiju. Coherent eksimēru lāzeri šajā sadarbībā sola plašāku pielietojumu.
Pēdējā desmitgadē strauji attīstošā bezoglekļa enerģijas perspektīva ir novedusi pie tokamaka ierīču progresa, vienlaikus palielinot pieprasījumu pēc augstas temperatūras supravadošām magnētiskajām lentēm. Augstas temperatūras supravadošās magnētiskās lentes, kas ir galvenā tehnoloģija īpaši spēcīgu elektromagnētu ražošanā, galvenokārt tiek izmantotas magnētiskās norobežošanas kodolsintēzes reaktoros, lai ierobežotu un kontrolētu plazmu. Jo īpaši Faraday Factory Japan LLC, Faraday 1867 Holdings Japānas meitasuzņēmums, ir kļuvis par pasaulē vadošo augstas temperatūras supravadošo (HTS) magnētisko lentu ražotāju.
Coherent eksimēra lāzers LEAP, nozares standarta impulsa lāzera pārklājuma produkts, ir devis lielu stimulu augstas temperatūras supravadošo lentu ražošanas procesam.
Magnētiskie lauki darbojas, lai ierobežotu un kontrolētu uzlādētu plazmu tokamaka ierīcē, liecina Lielbritānijas kodolsintēzes starta uzņēmums Tokamak Energy. Šie spēcīgie magnētiskie lauki ļauj plazmai uzkarst līdz temperatūrai, kas pārsniedz 100 miljonus grādu pēc Celsija – slieksni, kas nepieciešams, lai kodolsintēze kļūtu par komerciāli dzīvotspējīgu enerģijas avotu. Pēc tam spēcīgie magnēti sfēriskā tokamakā nodrošina kompaktāku norobežojumu, palielinot plazmas blīvumu un jaudu, vienlaikus izvairoties no dārgas nepieciešamības pēc šķidrā hēlija dzesēšanas.
Spēcīgus magnētiskos laukus var radīt, laižot lielas strāvas ap elektromagnētisko spoļu masīvu, kas ieskauj plazmu. Magnēti ir uztīti ar to, ko Tokamak Energy sauc par "izrāvienu", augstas temperatūras supravadošu magnētisko lenti.
Darbība ar funkcionāliem pārklājumiem
Faraday Factory Japan LLC, Faraday 1867 Holdings meitasuzņēmums, ražo augstas temperatūras supravadošās lentes kopš 2012. gada. Iepriekšminētais nodomu protokols attiecas uz Japānas rūpnīcas stratēģiju, lai apmierinātu globālo pieprasījumu pēc HTS lentēm, un Coherent norāda, ka pieprasījums pēc šādām lentēm. Paredzams, ka laika posmā līdz 2027. gadam lentes pieaugs desmitkārtīgi.
Japānas uzņēmums izmanto jonu staru pārklāšanu (IBAD), impulsa lāzera uzklāšanu (PLD), sudraba magnetronu izsmidzināšanu un vara elektroķīmisko pārklājumu, kam šādu lentu izgatavošanai ir nepieciešami vairāki ražošanas posmi. No tiem uz eksimēru balstīta impulsa lāzera pārklāšana (PLD) ir vienīgā pārbaudītā masveida ražošanas metode retzemju bārija vara oksīda (REBCO) plēvju izveidei ar daudzslāņu HTS lentēm nepieciešamajām īpašībām.
Impulsa lāzera depozīcija (PLD) ir spēcīgs instruments augstas kvalitātes funkcionālu pārklājumu ražošanai," savā tīmekļa vietnē apraksta Faraday Plant. Nogulsnēšanas process tiek ģenerēts, lāzera staru kūlim trāpot mērķim uz metāla sloksnes ar bufera slāni augstā līmenī. HTS savienojumi ir sarežģīti oksīdu materiāli, un PLD metodei ir svarīga loma augstas temperatūras supravadošu slāņu ražošanā ar stingri kontrolētu sastāvu, biezumu un mikrostruktūru.
Tiek teikts, ka ar Coherent parakstītajā nodomu protokolā ir izklāstīta stratēģija, kā palielināt augstas temperatūras supravadītāju ražošanas iespējas, izmantojot uzņēmuma "LEAP" lāzeru.
Coherent LEAP eksimēru lāzeri ir nozares standarts programmējamām loģikas ierīcēm, ko izmanto HTS lentu ražošanā," sacīja Coherent. "LEAP lāzeri ir balstīti uz argona fluorīda (ArF), kriptona fluorīda (KrF) un ksenona hlorīda (XeCl) avotiem. attiecīgi pie 193 nm, 248 nm un 308 nm un nodrošina izejas jaudu līdz 300 W. Tie jau tiek izmantoti vairākos rūpnieciskos lietojumos, piemēram, lāzera pacēlājos organisko LED un MicroLED displeju ražošanai.
Beyond Fusion
Kai Šmits, Coherent eksimeru lāzeru biznesa nodaļas vecākais viceprezidents, sacīja: "Mēs zinām, ka valstis, kas ir iesaistītas kodolsintēzes enerģijas sacīkstēs, smagi strādā, lai paātrinātu augstas temperatūras supravadošo lentu piegādes ķēdi, kas pieaug par tūkstošiem kilometru gadā. lai kodolsintēzes tehnoloģija virzītos uz priekšu straujā tempā."
Savukārt Faraday Japānas rūpnīcas pārstāvis Sergejs Lī piebilda: "Mēs esam strādājuši ar Faraday 1867 vairāk nekā desmit gadus, un mūsu lāzeri vēlas spēlēt svarīgu lomu HTS lentes ražošanas palielināšanas fāzē. . HTS lentu pielietojuma jomas neaprobežojas tikai ar kodolsintēzes reaktoriem- -Tās ir bezzudumu enerģijas pārnešana, nulles oglekļa aviācija un konteinerkuģi, hēlija nesaturošas KMR sistēmas, uzlabotas kosmosa kuģu piedziņas sistēmas un citas. Šīs lietojumprogrammas veicina divciparu ikgadējais pieaugums HTS lentes tirgū, tāpēc ir skaidrs, ka steidzami jāiegulda HTS lentes ražošanas iespējās."
HTS lente ir viena no galvenajām tehnoloģijām, lai realizētu kodolsintēzes reaktorus ar magnētisko izolāciju, piemēram, tokamaku. Tokamak modeļi ir vienkāršāki, kompaktāki un lētāki ekspluatācijā nekā iepriekšējās tehnoloģijas. HTS lentes var darboties temperatūrā, kas ir desmitiem Kelvina grādu diapazonā, tādējādi novēršot nepieciešamību pēc dārgām dzesēšanas sistēmām, kuru pamatā ir neilgtspējīga šķidrā hēlija tehnoloģija. Paredzams, ka kodolsintēzes reaktori ar magnētisko izolāciju galu galā spēs saražot gigavatus bezoglekļa elektrības ar neto peļņu, kas pārsniedz 10 procentus, un tādējādi tiem var būt nozīmīga loma globālajā pārejā uz zaļo enerģiju.
