17.10.2022 by Aileen Sammler
البحث عن مصدر جديد للطاقة الأولية عن طريق LFA و DSC
تقرير مستخدم من مركز أبحاث يوليش (Forschungszentrum Jülich)، ألمانيا
في سياق حملتنا التذكارية فيما يتعلق بأجهزة الليزر/الفلاش الضوئي، نقدم اليوم تقريرًا من مركز أبحاث يوليش. يتم استخدام جهاز NETZSCH LFA 427 هنا في مختبر المواد عالية الحرارة في IEK-4.
تعرّف على كيفية استخدام مركز أبحاث يوليش للمحلل من أجل تحقيق تطبيق الاندماج النووي للاستخدام التجاري.
البحث من أجل مجتمع متغير: مع وضع هذه المهمة في الاعتبار، يعمل أكثر من 7000 شخص في مركز أبحاث يوليش، ويعملون على خيارات لمجتمع رقمي ونظام طاقة صديق للمناخ واقتصادات تحمي الموارد. نحن نجمع بين العلوم الطبيعية والحياتية والتقنية في مجالات المعلومات والطاقة والاقتصاد الحيوي مع خبرة خاصة في الحوسبة الفائقة ونشر البنى التحتية العلمية الفريدة من نوعها. وباعتباره عضواً في جمعية هيلمهولتز، فإن مركز أبحاث الطاقة والمناخ في يوليش هو أحد المراكز البحثية الرئيسية متعددة التخصصات في أوروبا. في معهد بحوث الطاقة والمناخ، قسم فيزياء البلازما (IEK-4)، ينصب تركيز البحث في معهد أبحاث الطاقة والمناخ، قسم فيزياء البلازما (IEK-4)، على الموضوعات المتعلقة بتفاعلات البلازما والمواد. "نحن جزء من جهد شبكي دولي لجعل محطات الطاقة القائمة على الاندماج النووي حقيقة واقعة. نحن نهدف إلى إطلاق العملية التي تنتج بها الشمس والنجوم الأخرى طاقتها على الأرض، وبالتالي توفير إمدادات طاقة آمنة وصديقة للبيئة تكون متاحة على المدى الطويل"، كما جاء على الموقع الإلكتروني لمعهد الأبحاث (المصدر: Plasmaphysik (IEK-4) (fz-juelich.de)
دعونا نتعرف أكثر على أبحاثهم الحالية:
في مختبر المواد ذات درجة الحرارة العالية (HML) في IEK-4، يجري حاليًا البحث عن مصدر جديد للطاقة الأولية. في مفاعل الاندماج النووي ITER1، وهو مفاعل الاندماج الذي يجري بناؤه حاليًا في جنوب فرنسا، ومفاعل DEMO2، وهو الخطوة التالية نحو الاستخدام التجاري المستقبلي للاندماج النووي، تحدث أحمال حرارية عالية أثناء التشغيل، سواء كانت ثابتة (تصل إلى 20 ميجاوات/م2) أو عابرة (في حدود جيجاوات/م2 لمدة تتراوح بين ميكروواط/م2 لميكرووات إلى مللي ثانية). ويتطلب ذلك مواد ومكونات تتميز بثبات حراري عالٍ وقادرة في الوقت نفسه على تبديد الحرارة بسرعة مماثلة.
1ITER: المفاعل التجريبي الحراري النووي الدولي: مفاعل اندماج نووي تجريبي يهدف على المدى الطويل إلى توليد الكهرباء من طاقة الاندماج النووي
2DEMO: DEMOnstration Power Plant: مشروع متابعة لمفاعل الاندماج النووي ITER. ومن المزمع أن يُستخدم في المستقبل لتطوير التقنيات وخوارزميات التحكم ومناطق التشغيل المادية.
مثال نموذجي على ذلك هو توزيع درجة الحرارة في مكون محول في تصميم أحادي الكتلة يتكون من التنجستن، والمادة المحملة بالبلازما، وأنبوب CuCrZr وطبقة وسيطة من النحاس النقي للتعويض عن المعاملات المختلفة للتمدد الحراري للتنجستن وCuCrZr.
يعمل مختبر المواد عالية الحرارة (HML) في مختبر المواد عالية الحرارة (HML) في IEK-4 في مركز أبحاث العلوم والتكنولوجيا في يوليش بشكل أساسي على توصيف وتأهيل هذه المواد والمكونات قبل وبعد الإشعاع النيوتروني من خلال التحميل عبر معدات البلازما والحزم الإلكترونية وكذلك طرق ما بعد التوصيف ذات الصلة. في مختبر الفيزياء الحرارية في مختبر الفيزياء الحرارية في HML التابع لـ IEK-4، يتم تحديد الانتشار الحراري حتى 2800 درجة مئوية باستخدام معدات وميض الليزر NETZSCH LFA 427 ويتم تحديد السعة الحرارية للمواد المعدنية والسيراميك حتى 1575 درجة مئوية عن طريق وحدة DSC 404 C طويلة الخدمة وكذلك DSC 404 F1 Pegasus®®.
وتتراوح المواد التي تم اختبارها من سبائك التنغستن ومركباته إلى مركبات الكربون المقوى بألياف الكربون ومركبات الكربون المقوى بألياف الكربون ولبدات الجرافيت لتطبيقات مثل الفضاء الجوي، إلى العوازل الخزفية في مجال شفرات التوربينات والمواد السامة مثل البريليوم. كما تجري الاستعدادات أيضاً لتقديم قياس إضافي على عينات مشعة منخفضة المستوى في المستقبل، وتجري المناقشات من أجل زيادة توسيع إمكانيات اختبار المواد عالية الإشعاع من خلال تركيب معدات في الخلية الساخنة.
يعود تاريخ بداية تعاوننا مع شركة NETZSCH-Gerätebau GmbH إلى سنوات عديدة. واليوم، يمتد تبادلنا إلى ما هو أبعد من المشاركة في مجموعة عمل الفيزياء الحرارية وتنفيذ الاختبارات الدورية - خاصةً عندما لا يمكن حل المشاكل غير العادية إلا من خلال الجمع بين خبرتنا الداخلية وخبرة NETZSCH.
الشكر الجزيل لجيرالد بينتسوك من مركز البحوث في يوليش على هذه النظرة الثاقبة في عمل أبحاث مصادر الطاقة الأولية!
نحن نتطلع إلى استمرار الشراكة والتعاون الناجح.
