مفاعل ويندلاشتاين 7 إكس

مفاعل ويندلاشتاين[1] 7 إكس يعتبر المفاعل دابليو 7 إكس مفاعل تجريبي (مفاعل الاندماج النووي) والذي تم بناؤه في جرايفسفالد، ألمانيا، بواسطة معهد ماكس بلانك لفيزياء البلازما ، وقد اكتمل بناؤه في أكتوبر 2015. يعتبر هذا المفاعل تطويراََ لنموذج ويندلاشتاين 7 أيه إس، والغرض منه ترقية المكونات الأساسية للمفاعلات ذات الإندماج النووي القائمة على تكنولوجيا السطوع النجمي، وبالرغم من عدم وجود جدوى اقتصادية من تشغيله.

تحتاج هذه المقالة كاملةً أو أجزاءً منها إلى تدقيق لغوي أو نحوي. فضلًا ساهم في تحسينها من خلال الصيانة اللغوية والنحوية المناسبة. (9 يوليو 2020)
غلاف الملف باللون الأزرق والبلازما باللون الأصفر. المجال المغناطيسي محدد باللون الأخضر علي سطح البلازما الأصفر
مدخل مجمع ويندلاشتاين 7 إكس بغرايفسفالد
خطوط التغذية فائقة التوصيل المثبته علي الملفات فائقة التوصيل
عملية التشييد في مايو 2012 . لاحظ الحجم من خلال العمال في اسف الصورة
صورة من داخل المفاعل و هو في طور البناء ويظهر الغلاف المكون من الاستانلس ستيل و رقائق النحاس المبردة بالماء ( التي في النهاية ستغطي بالجرافيت ) المثبت كواقي للحماية من التفاعل مع جدار البلازما

يعتبر هذا المفاعل أضخم مفاعل تم بناؤه من هذا النوع قائماً على تكنولوجيا السطوع النجمي المبتكرة بواسطة الفيزيائي ليمن اسبيتزر ، ومن المخطط تشغيله لمدة ثلاثون دقيقة باستخدام تفريغ البلازما المستمر، وهو خطوة أساسية في مستقبل محطات توليد الطاقة باستمرارية.

يرجع تسميه المشروع لجبل ويندلاشتاين الموجود في بافاريا، وهو أيضا دليل المشروع السابق ماترهورن الذي كان مقرر له في نهاية الخمسينيات من القرن الماضي في جامعة برنستون.

معهد الأبحاث هو شريك مستقل في المشروع مع جامعة غرايفسفالد.

التصميم والاجزاء الرئيسية

المفاعل مرتب على خمس فترات حلقية الشكل. فهو حلقة مكونة من خمسين ملف مغناطيسي فائق التوصيل غير مستوي الشكل وعشرون أخرون متساوين الشكل، بارتفاع ثلاثة أمتار ونصف، وهذا الجزء المسؤول عن تكوين المجال المغناطيسي الذي يمنع البلازما من الاصطدام مع جدار المفاعل. تقوم المغناطيسيات الخمسون على تعديل المجال المغناطيسي. الذي يهدف لتكون كثافة البلازما هي 3*10^20 جزء لكل متر مكعب، ودرجة حرارة من ستون إلى مائة وثلاثون مليون درجة كيلفن.

  • الأجزاء الرئيسية: الملفات المغناطسية، منظم البرودة، وعاء البلازما، محولات ونظم التسخين.

الملفات ( ذات التحيز السلبي غير ثابته الحرارة المصنوعة من الألومنيوم ) تكسو حلقة من العازل الحراري بقطر 16 متر، يطلق عليها منظم البرودة. يعمل جهاز التبريد على تكوين الهيليوم المسال لتبريد المغناطسيات و محتوياتها ( حوالي 425 طن متري من الكتلة المبردة ) لحالة التوصيل الفائق ( 4 كلفن ). الملفات يمر بها تيار 12.8 كيلو أمبير ومجال مولد حتى 3 تسلا .

وعاء البلازما يتكون من عشرون جزء، مرتبه بالمجال المغناطيسي المركب. وهي 254 جزء ( فتحه ) لتسخين البلازما و المراقبة. المفاعل كله مكون من خمس مودلات متماثلة والتي تم تجميعها بصالة التجربة.

نظام التسخين يتكون من عشرة ميجا وات من موجات الميكروويف التي تعمل بمبدأ التسخين بالرنين الكهربائي ،لمدة عشرة ثواني، والتي تستطيع توليد واحد ميجاوات في الثانية في مرحله التشغيل الأولى. وفي المرحلة الثانية بعد اتمام درع التبريد بواسطة الماء سيتاح حتى 8 ميجاوات من حقن الشعاع المتعادل الشحنة أيضا لمدة 10 ثواني، في حين أن نظام الميكرويف سيمتد حتى 30 دقيقة متواصلة ومستقرة. نظام التسخين بواسطة الرنين الأيوني سيكون متاحا للعمليات الفزيائية في المرحلة 1.2.

مجموعة من أجهزة الاستشعار الدقيقة التي تعمل على أساس متكامل لقياس الخصائص الدقيقة للبلازما، متضمنة لمحات عن كثافة الإلكترون ودرجة حرارته وأيضا للأيون، وأيضا الشوائب الموجودة بالبلازما والمجال الكهربائي المتكون من الإلكترون والأيون المحمول بها.

التاريخ

في الأصل كان المتوقع اتمام البناء بسنة 2006. التجميع كان في ابريل سنة 2005. ظهرت مشاكل في الملفات والتي استغرق حلها ثلاث سنوات والجدول الزمن امتد حتي نهاية 2015.

اتحاد المعامل الأمريكية الثلاثة ( برينستون، أوك ريدج، ولوس ألاموس ) أصبح شريكا في المشروع بدفع 7.5 مليون يورو من أصل التكلفة الكلية 1.06 مليار يورو. في سنة 2012 تم إعلان انضمام كل من جامعة برنستون و مجمع ماكس بلانك كمشارك بحثي في مجمع فيزياء البلازما الذي يضم الأبحاث علي دابليو 7 إكس.

في حفل افتتاح في يوم 20 مايو سنة 2014 تم الإعلان رسميا عن الانتهاء من مرحلة التشييد. وبعد فترة من التحقق الدقيق من أي تسريب في الوعاء، ومع بداية صيف 2014 تم تفريغ منظم البرودة، وفي يوليو 2015 تم الانتهاء من  اختبار المغناطيس.

التشغيل التجريبي في ديسمبر ويناير لاختبار قابلية المفاعل للتشغيل. الاختبارات الأولية للبلازما ستكون بواسطه بلازما الهيليوم في 10 ديسمبر 2015. سيتم حقن مايقارب 1 جرام من غاز الهيليوم في وعاء البلازما، وسيستخدم التسخين بموجات الميكروويف نبضة قصيرة بما بعادل 1.3 ميجاوات. البلازما الناتجة ستصل لحرارة مليون درجة كلفن والتي سيتم تسجيلها بواسطه مستشعرات الحرارة و الكاميرات والتي تستمر لمدة 0.1 ثانية. ومع بداية سنة 2016 سيتم البدء باختبار بلازما الهيدروجين.

مراجع
  1. Klinger, T.; Andreeva, T.; Bozhenkov, S.; Brandt, C.; Burhenn, R.; Buttenschön, B.; Fuchert, G.; Geiger, B.; Grulke, O. (2019-06-05). "Overview of first Wendelstein 7-X high-performance operation". Nuclear Fusion (باللغة الإنجليزية). 59 (11): 112004. doi:10.1088/1741-4326/ab03a7. ISSN 0029-5515. مؤرشف من الأصل في 3 يونيو 2020. الوسيط |CitationClass= تم تجاهله (مساعدة)
    • بوابة عقد 2010
    • بوابة طاقة
    • بوابة طاقة نووية
    • بوابة علوم
    • بوابة الفيزياء
    • بوابة ألمانيا
    This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.