La empresa británica Tokamak Energy anunció la construcción del primer conjunto mundial de imanes superconductores de alta temperatura (HTS) de nueva generación para ser ensamblados y probados en escenarios relevantes para plantas de energía de fusión.
«La creación de energía de fusión limpia y sostenible requiere fuertes campos magnéticos para confinar y controlar el combustible de hidrógeno cargado positivamente y extremadamente caliente, que se convierte en un plasma varias veces más caliente que el Sol», señaló en un comunicado Tokamak.
La nueva instalación Demo4 constará de 44 bobinas magnéticas individuales fabricadas recientemente utilizando 38 kilómetros de cinta HTS innovadora, que transporta corrientes con resistencia eléctrica cero y requiere cinco veces menos energía de enfriamiento que los materiales superconductores tradicionales.
Las cintas HTS son conductores de varias capas construido principalmente con metales resistentes y conductores, pero con un revestimiento interno crucial de material superconductor de ‘óxido de cobre y bario de tierras raras’ (REBCO). Las cintas suelen tener 12 mm de ancho y menos de 0,1 mm de espesor, con REBCO depositado como una capa delgada. Cuando se enrollan en bobinas, las cintas HTS pueden generar campos magnéticos mucho más altos que los imanes superconductores convencionales, al tiempo que ocupan mucho menos espacio y requieren mucha menos energía de enfriamiento.
Compuesto por 14 extremidades de campo toroidal (TF) y un par de pilas de bobinas de campo poloidal para formar una estructura en forma de jaula, Demo4 tendrá una fuerza de campo magnético de más de 18 Tesla, casi un millón de veces más fuerte que el campo magnético de la Tierra. Será necesario probarlo a una temperatura extremadamente baja de menos 253 °C.
Demo4 demostrará la interacción de todas las bobinas y mostrará cómo controlar y proteger un conjunto equilibrado de bobinas HTS en una configuración tokamak. También creará fuerzas magnéticas sustanciales y las probará en escenarios relevantes para la fusión.
El ensamblaje completo de Demo4 en la sede de Tokamak en Milton Park, cerca de Oxford, se completará más adelante y las pruebas se extenderán hasta 2024, informando los diseños y escenarios operativos para su prototipo avanzado, ST80-HTS, y la planta de energía de fusión posterior, ST-E1.
«Tokamak Energy ha sido pionera en reconocer la oportunidad de aplicar y desarrollar tecnología superconductora de alta temperatura para la energía de fusión», remarcó el director ejecutivo de Tokamak Energy, Chris Kelsall. «Los aprendizajes de Demo4 serán un catalizador clave para ofrecer el despliegue global de plantas de energía tokamak esféricas compactas y de bajo costo».
«Este es un momento enorme y visible que nos entusiasma mucho», agregó Rod Bateman, gerente de desarrollo de imanes HTS en Tokamak. «Nuestros imanes permiten la construcción y las operaciones de tokamaks esféricos, por lo que cambian las reglas del juego para obtener energía de fusión limpia e ilimitada en la red más rápido.
«Demo4 nos permitirá crear fuerzas magnéticas sustanciales y probarlas en escenarios relevantes para plantas de energía de fusión. Es importante destacar que mejorará sustancialmente el nivel de preparación tecnológica de los imanes HTS como parte clave de nuestra misión para demostrar la fusión lista para la red en los primeros años». 2030″.
La hoja de ruta de Tokamak Energy proveerá plantas de energía de fusión comerciales implementadas a mediados de la década de 2030. Para ello el plan es completar ST80-HTS en 2026 «para demostrar todo el potencial de los imanes superconductores de alta temperatura» y para informar el diseño de su planta piloto de fusión, ST-E1, que está programada para demostrar la capacidad de entregar electricidad, produciendo hasta 200 MW de energía eléctrica neta, a principios de la década de 2030.
En enero, Tokamak firmó un acuerdo con Furukawa Electric de Japón para suministrar «varios cientos de kilómetros» de cinta HTS para su prototipo de dispositivo de fusión ST80-HTS. La cinta HTS ha sido desarrollada y está siendo suministrada por Furukawa, con la producción de la cinta en curso en el sitio del grupo SuperPower Inc en Nueva York, EE. UU.
