W kalifornijskim National Ignition Facility naukowcy osiągnęli pod koniec 2022 roku historyczny sukces, uzyskując po raz pierwszy więcej energii z reakcji fuzji niż wprowadzono do kapsułki paliwowej. Efekt ten został powtórzony wielokrotnie z rosnącą wydajnością. Jednak przyszła elektrownia fuzyjna będzie wymagać około 15 zapłonów na sekundę, co stanowi ogromne wyzwanie techniczne. Konieczne jest zastosowanie wydajnych laserów na ciele stałym pompowanych diodami (DPSSL) zdolnych do pracy w trybie ciągłym.

Symulacje komputerowe zamiast kosztownych prototypów

Partnerzy projektu łączą swoje wieloletnie doświadczenia w zaawansowanych symulacjach komputerowych, aby opracować lasery przed budową drogich prototypów. Badacze koncentrują się na modelowaniu wzmacniaczy laserowych, które amplifikują początkowy impuls do energii milionów dżuli. Media laserowe składające się ze stosów płyt szklanych lub kryształów o powierzchni do 40 x 40 cm są narażone na ekstremalne obciążenia termiczne i optyczne podczas pracy całodobowej.

Praca w trybie ciągłym prowadzi do nagrzewania i efektów załamania, które mogą zniekształcić wiązkę laserową. Nawet najmniejsze nieprzewidywalne zjawiska prowadzą do strat wydajności lub uszkodzeń optyki. Dlatego partnerzy systematycznie porównują swoje niezależnie rozwijane modele symulacyjne bez wymiany kodu źródłowego. To podejście gwarantuje wysoką wiarygodność prognoz i pozwala uniknąć kosztownych błędów w procesie rozwoju wartym miliardy.

Perspektywy dla energetyki przyszłości

Współpraca łączy doświadczenie LLNL w technologii laserów wysokoenergetycznych z wiedzą Fraunhofer ILT w zakresie przemysłowego skalowania laserów półprzewodnikowych. Elektrownie fuzyjne mogłyby generować neutralną klimatycznie energię przez całą dobę, stanowiąc istotne uzupełnienie dla zmiennych źródeł odnawialnych. Projekt ICONIC-FL tworzy matematyczny fundament tej technologii.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Utrzymanie ruchu

Optymalizacja kosztów serwisowych – strategie efektywnego zarządzania utrzymaniem ruchu

Koszty serwisowe są dosyć istotną pozycją w budżetach operacyjnych przedsiębiorstw produkcyjnych. Firmy szukają więc skutecznych metod, które pozwolą zoptymalizować wydatki serwisowe przy utrzymaniu wysokiej niezawodności maszyn i urządzeń.

Produkcja mechaniczna

Obróbka metali w skali giga

Maszyny wielkogabarytowe nie są po prostu powiększonymi wersjami standardowych obrabiarek. To specjalistyczne maszyny produkcyjne, które umożliwiają realizację procesów obróbczych, które są niemożliwe do wykonania na konwencjonalnym sprzęcie.

Źródło: Fraunhofer ILT