Baru-baru ini, gergasi fotonik ASKoherendan Faraday 1867 Holdings Jepun menandatangani Letter of Intent (LOI) dengan matlamat untuk meningkatkan pengeluaransuperkonduktor suhu tinggi(HTS) untuk kegunaan meluas dalam penggunaan skala besar reaktor gabungan, serta untuk membantu memacu peralihan tenaga hijau. Laser excimer koheren dalam Kerjasama ini menjanjikan aplikasi yang lebih luas.
Dalam dekad yang lalu, prospek tenaga bebas karbon yang berkembang pesat telah membawa kepada kemajuan dalam peranti tokamak, sambil turut mendorong peningkatan permintaan untuk pita magnet superkonduktor suhu tinggi. Pita magnet superkonduktor suhu tinggi, teknologi utama dalam fabrikasi elektromagnet ultra-kuat, mempunyai aplikasi utama dalam reaktor gabungan terkurung magnet untuk mengurung dan mengawal plasma. Terutama, Faraday Factory Japan LLC, anak syarikat Jepun Faraday 1867 Holdings, telah muncul sebagai pengeluar pita magnet superkonduktor suhu tinggi (HTS) terkemuka dunia.
Laser excimer LEAP Coherent, produk pemendapan laser berdenyut standard industri, telah memberikan rangsangan besar kepada proses pembuatan pita superkonduktor suhu tinggi.
Medan magnet bertindak untuk mengurung dan mengawal plasma yang dicas dalam peranti tokamak, menurut Tokamak Energy, syarikat permulaan gabungan British. Medan magnet yang kuat ini membolehkan plasma memanaskan sehingga suhu melebihi 100 juta darjah Celsius - ambang yang diperlukan untuk pelakuran menjadi sumber tenaga yang berdaya maju secara komersial. Selepas itu, magnet berkuasa dalam tokamak sfera membolehkan kurungan yang lebih padat, meningkatkan ketumpatan dan kuasa plasma sambil mengelakkan keperluan mahal untuk penyejukan helium cecair.
Medan magnet yang kuat boleh dijana dengan menghantar arus tinggi di sekeliling pelbagai gegelung elektromagnet yang mengelilingi plasma. Magnet itu dililit dengan pita magnet superkonduktor suhu tinggi yang disebut oleh Tokamak Energy sebagai "terobosan".
Mengendalikan Salutan Fungsian
Faraday Factory Japan LLC, anak syarikat Faraday 1867 Holdings, telah menghasilkan pita superkonduktor suhu tinggi sejak 2012. Surat hasrat yang disebutkan di atas merujuk kepada strategi kilang Jepun untuk memenuhi permintaan global untuk pita HTS, dan Coherent mengatakan bahawa permintaan untuk itu pita dijangka berkembang sepuluh kali ganda antara sekarang dan 2027.
Syarikat Jepun itu menggunakan pemendapan berbantukan pancaran ion (IBAD), pemendapan laser berdenyut (PLD), percikan magnetron perak, dan penyaduran elektrokimia kuprum, yang memerlukan beberapa langkah pembuatan untuk membuat pita sedemikian. Daripada jumlah ini, pemendapan laser berdenyut (PLD) berasaskan excimer ialah satu-satunya kaedah pengeluaran besar-besaran yang terbukti untuk mencipta filem nadir bumi barium kuprum oksida (REBCO) dengan kualiti yang diperlukan untuk pita HTS berbilang lapisan.
Pemendapan laser berdenyut (PLD) ialah alat yang mujarab untuk menghasilkan salutan berfungsi berkualiti tinggi," Faraday Plant menerangkan di laman webnya. Proses pemendapan dihasilkan oleh kepulan pancaran laser yang mengenai sasaran pada jalur logam dengan lapisan penimbal pada ketinggian yang tinggi. suhu.Kompaun HTS ialah bahan oksida yang kompleks, dan kaedah PLD memainkan peranan penting dalam menghasilkan lapisan superkonduktor suhu tinggi dengan komposisi, ketebalan dan struktur mikro yang dikawal ketat."
Surat niat yang ditandatangani dengan Coherent dikatakan menggariskan strategi untuk meningkatkan keupayaan fabrikasi superkonduktor suhu tinggi menggunakan laser "LEAP" syarikat.
Laser excimer LEAP Coherent ialah standard industri untuk peranti logik boleh atur cara untuk digunakan dalam pembuatan pita HTS," kata Coherent. "Laser LEAP adalah berdasarkan sumber Argon Fluoride (ArF), Krypton Fluoride (KrF) dan Xenon Chloride (XeCl) yang memancarkan pada 193 nm, 248 nm, dan 308 nm, masing-masing, dan menyampaikan kuasa output sehingga 300W. Ia sudah digunakan dalam pelbagai aplikasi perindustrian, seperti pengangkat laser untuk pengeluaran paparan LED dan MicroLED organik.
Beyond Fusion
Kai Schmidt, Naib Presiden Kanan Unit Perniagaan Laser Excimer Koheren, berkata, "Kami tahu bahawa negara yang terlibat dalam perlumbaan tenaga gabungan sedang berusaha keras untuk mempercepatkan rantaian bekalan pita superkonduktor suhu tinggi, berkembang beribu-ribu kilometer setiap tahun, dalam untuk memastikan teknologi gabungan bergerak ke hadapan dengan pantas."
Bagi pihaknya, Sergey Lee, wakil pengarah kemudahan Faraday di Jepun, menambah: "Kami telah bekerjasama dengan Faraday 1867 selama lebih sedekad, dan laser kami tidak sabar-sabar untuk memainkan peranan penting dalam fasa peningkatan pengeluaran pita HTS. . Kawasan aplikasi untuk pita HTS tidak terhad kepada reaktor gabungan- -Ia termasuk pemindahan tenaga tanpa kehilangan, penerbangan sifar karbon dan kapal kontena, sistem NMR bebas helium, sistem pendorong kapal angkasa canggih dan banyak lagi. Aplikasi ini memacu pertumbuhan tahunan dua angka dalam pasaran pita HTS, jadi keperluan mendesak untuk melabur dalam keupayaan pembuatan pita HTS adalah jelas."
Pita HTS ialah salah satu teknologi utama untuk merealisasikan reaktor gabungan kurungan magnetik seperti tokamaks. Reka bentuk Tokamak lebih ringkas, lebih padat dan lebih murah untuk dikendalikan berbanding teknologi sebelumnya. Pita HTS boleh beroperasi pada suhu dalam julat berpuluh-puluh Kelvin, menghapuskan keperluan untuk sistem penyejukan yang mahal berdasarkan teknologi helium cecair yang tidak mampan. Reaktor gabungan kurungan magnetik dijangka akhirnya dapat menjana gigawatt elektrik bebas karbon dengan keuntungan bersih lebih daripada 10 peratus dan dengan itu mungkin memainkan peranan penting dalam peralihan global kepada tenaga hijau.
