Neseniai JAV fotonikos milžinasDarnusir Japonijos Faraday 1867 Holdings pasirašė ketinimų protokolą (LOI), siekdami padidintiaukštos temperatūros superlaidus(HTS) juostos, skirtos plačiai naudoti diegiant didelio masto branduolių sintezės reaktorius, taip pat padėti skatinti žaliosios energijos perėjimą. „Coherent“ eksimeriniai lazeriai šiame bendradarbiavime žada platesnį pritaikymą.
Per pastarąjį dešimtmetį sparčiai besivystanti energijos be anglies perspektyva lėmė tokamako prietaisų pažangą, taip pat padidino aukštos temperatūros superlaidžių magnetinių juostų paklausą. Aukštos temperatūros superlaidžios magnetinės juostos, pagrindinė technologija gaminant itin stiprius elektromagnetus, pirmiausia naudojamos magnetinio uždarymo sintezės reaktoriuose, siekiant apriboti ir valdyti plazmą. Pažymėtina, kad Faraday Factory Japan LLC, Japonijos dukterinė Faraday 1867 Holdings įmonė, tapo pirmaujančia pasaulyje aukštos temperatūros superlaidžių (HTS) magnetinių juostų gamintoja.
„Coherent“ LEAP eksimerinis lazeris, pramonės standartinis impulsinio lazerinio nusodinimo produktas, labai paskatino aukštos temperatūros superlaidžių juostų gamybos procesą.
Magnetiniai laukai apriboja ir valdo įkrautą plazmą tokamako įrenginyje, teigia britų sintezės startuolis Tokamak Energy. Šie stiprūs magnetiniai laukai leidžia plazmai įkaisti iki temperatūros, viršijančios 100 milijonų laipsnių Celsijaus – slenksčio, reikalingo sintezei, kad ji taptų komerciškai perspektyviu energijos šaltiniu. Po to galingi magnetai sferiniame tokamake leidžia kompaktiškiau laikyti, padidina plazmos tankį ir galią, tuo pačiu išvengiant brangaus skysto helio aušinimo poreikio.
Galingi magnetiniai laukai gali būti generuojami perduodant dideles sroves aplink elektromagnetų ritinius, kurie supa plazmą. Magnetai yra apvynioti aukštoje temperatūroje superlaidžia magnetine juosta, kurią Tokamak Energy vadina „proveržio“.
Funkcinių dangų tvarkymas
Faraday Factory Japan LLC, dukterinė Faraday 1867 Holdings įmonė, gamina aukštai temperatūrai superlaidžias juostas nuo 2012 m. Minėtame ketinimų protokole kalbama apie Japonijos gamyklos strategiją, kuria siekiama patenkinti pasaulinę HTS juostų paklausą, o Coherent teigia, kad tokių poreikis. Numatoma, kad juostų skaičius nuo dabar iki 2027 m. padidės dešimteriopai.
Japonijos įmonė naudoja jonų pluošto nusodinimą (IBAD), impulsinį lazerinį nusodinimą (PLD), sidabrinį magnetroninį purškimą ir vario elektrocheminį padengimą, todėl tokioms juostoms pagaminti reikia kelių gamybos etapų. Iš jų eksimerinis impulsinis lazerinis nusodinimas (PLD) yra vienintelis patikrintas masinės gamybos metodas, leidžiantis sukurti retųjų žemių bario vario oksido (REBCO) plėveles, turinčias daugiasluoksnėms HTS juostoms reikalingų savybių.
Impulsinis nusodinimas lazeriu (PLD) yra galingas įrankis aukštos kokybės funkcinėms dangoms gaminti“, – savo svetainėje aprašo Faraday Plant. Nusodinimo procesą generuoja lazerio spindulių srautas, pataikius į taikinį ant metalinės juostelės su buferiniu sluoksniu. HTS junginiai yra sudėtingos oksidinės medžiagos, o PLD metodas atlieka svarbų vaidmenį gaminant aukštos temperatūros superlaidžius sluoksnius, kurių sudėtis, storis ir mikrostruktūra yra griežtai kontroliuojama.
Teigiama, kad su „Coherent“ pasirašytame ketinimų protokole apibrėžiama strategija, kaip padidinti aukštos temperatūros superlaidininkų gamybos pajėgumus naudojant bendrovės „LEAP“ lazerį.
„Coherent“ LEAP eksimeriniai lazeriai yra pramonės standartas programuojamiems loginiams įrenginiams, naudojamiems gaminant HTS juostas“, – sakė „Coherent“. esant atitinkamai 193 nm, 248 nm ir 308 nm, ir tiekia iki 300 W išėjimo galią. Jie jau naudojami įvairiose pramonės srityse, pavyzdžiui, lazeriniuose keltuvuose, skirtuose ekologiškiems LED ir MicroLED ekranams gaminti.
Be sintezės
Kai Schmidt, „Coherent“ eksimerinių lazerių verslo skyriaus vyresnysis viceprezidentas, sakė: „Žinome, kad sintezės energijos lenktynėse dalyvaujančios šalys labai stengiasi paspartinti aukštos temperatūros superlaidžių juostų tiekimo grandinę, kuri per metus auga tūkstančiais kilometrų. kad sintezės technologija sparčiai judėtų į priekį.
Savo ruožtu Sergey Lee, Faradėjaus gamyklos Japonijoje atstovas, pridūrė: „Su Faraday 1867 dirbame daugiau nei dešimtmetį, o mūsų lazeriai nori atlikti svarbų vaidmenį HTS juostos gamybos padidinimo etape. . HTS juostų taikymo sritys neapsiriboja sintezės reaktoriais- -Jos apima nenuostolingą energijos perdavimą, anglies dioksido neišskiriančius aviacijos ir konteinerių laivus, helio neturinčias BMR sistemas, pažangias erdvėlaivių varomąsias sistemas ir kt. Šios programos skatina dviženklis metinis HTS juostų rinkos augimas, todėl investicijų į HTS juostų gamybos pajėgumus skuba yra aišku“.
HTS juosta yra viena iš pagrindinių technologijų, skirtų magnetinio uždarymo sintezės reaktoriams, tokiems kaip tokamakai, realizuoti. Tokamako konstrukcijos yra paprastesnės, kompaktiškesnės ir pigesnės nei ankstesnės technologijos. HTS juostos gali veikti dešimčių Kelvino laipsnių temperatūroje, todėl nereikia brangių aušinimo sistemų, pagrįstų netvariu skysto helio technologija. Tikimasi, kad magnetinio izoliavimo branduolių sintezės reaktoriai galiausiai galės generuoti gigavatus be anglies dioksido išskiriančios elektros energijos, kurios grynasis pelnas sieks daugiau nei 10 proc., todėl gali atlikti svarbų vaidmenį visame pasaulyje pereinant prie žaliosios energijos.
