Forskning i en ny primær energikilde ved hjælp af LFA og DSC

Forskning for et samfund i forandring: Med denne mission i tankerne er mere end 7000 mennesker ansat på Forschungszentrum Jülich, hvor de arbejder på muligheder for et digitaliseret samfund, et klimavenligt energisystem og ressourcebeskyttende økonomier. Vi kombinerer naturvidenskab, biovidenskab og teknisk videnskab inden for information, energi og bioøkonomi med særlig ekspertise inden for supercomputing og implementerer unikke videnskabelige infrastrukturer. Som medlem af Helmholtz-selskabet er Forschungszentrum Jülich et af de største tværfaglige forskningscentre i Europa. På Institute for Energy and Climate Research, Plasma Physics Division (IEK-4), er forskningsfokus på emner relateret til plasma-materiale-interaktioner. "Vi er en del af en international netværksindsats for at gøre kraftværker baseret på kernefusion til en realitet. Vi sigter mod at sætte den proces i gang på jorden, som solen og andre stjerner bruger til at producere deres energi, og dermed skabe en sikker og miljøvenlig energiforsyning, som vil være tilgængelig på lang sigt", står der på forskningsinstituttets hjemmeside (Kilde: Plasmaphysik (IEK-4) (fz-juelich.de))

Lad os lære mere om deres aktuelle forskning:

I laboratoriet for højtemperaturmaterialer (HML) på IEK-4 forskes der i øjeblikket i en ny primær energikilde. I ^ITER1, en fusionsreaktor, der i øjeblikket er ved at blive bygget i Sydfrankrig, og ^DEMO2, det næste skridt mod fremtidig kommerciel brug af kernefusion, opstår der høje termiske belastninger under drift, både stationære (op til 20 ^MW/m2) og forbigående (i størrelsesordenen ^GW/m2 i µs til ms). Det kræver materialer og komponenter, som både har høj Termisk stabilitetEt materiale er termisk stabilt, hvis det ikke nedbrydes under påvirkning af temperaturen. En måde at bestemme et stofs termiske stabilitet på er at bruge en TGA (termogravimetrisk analysator). termisk stabilitet og samtidig er i stand til at aflede varmen tilsvarende hurtigt.

^{1ITER: International Thermonuclear Experimental Reactor: En eksperimentel kernefusionsreaktor med det langsigtede mål at generere elektricitet fra fusionsenergi}

^{2DEMO: DEMOnstrations-kraftværk: Opfølgningsprojektet til ITER-kernefusionsreaktoren. I fremtiden skal det bruges til at udvikle teknologier, kontrolalgoritmer og fysiske driftszoner.}

Et typisk eksempel er temperaturfordelingen i en divertorkomponent i monoblokdesign bestående af wolfram, det plasmabelastede materiale, et CuCrZr-rør og et mellemliggende lag af rent kobber for at kompensere for de forskellige varmeudvidelseskoefficienter for wolfram og CuCrZr.

Laboratoriet for højtemperaturmaterialer (HML) i IEK-4 på Forschungszentrum Jülich tjener primært til karakterisering og kvalificering af disse materialer og komponenter både før og efter neutronbestråling gennem StammeForvrængning beskriver en deformation af et materiale, som belastes mekanisk af en ydre kraft eller spænding. Gummiblandinger har krybeegenskaber, hvis de udsættes for en statisk belastning.belastning via plasma- og elektronstråleudstyr samt relaterede metoder til efterkarakterisering. I Thermophysics Laboratory of HML of IEK-4 bestemmes den termiske diffusivitet op til 2800 °C med NETZSCH LFA 427 laser flash-udstyret, og varmekapaciteten for metalliske og keramiske materialer op til 1575 °C bestemmes ved hjælp af en DSC 404 C-enhed med lang levetid samt en DSC 404 F1 Pegasus^®®.

De testede materialer spænder fra wolframlegeringer og -kompositter til kulfiberforstærkede kulstofkompositter og grafitfilt til f.eks. rumfart, til keramiske isolatorer inden for turbineblade og giftige materialer som beryllium. Der gøres også forberedelser til i fremtiden også at kunne tilbyde måling af lavradioaktive prøver, og der er drøftelser i gang om yderligere udvidelse af testmulighederne for højradioaktive materialer ved at installere udstyr i den varme celle.

Begyndelsen på vores samarbejde med NETZSCH-Gerätebau GmbH går mange år tilbage. I dag strækker vores udveksling sig langt ud over deltagelse i den termofysiske arbejdsgruppe og udførelse af round-robin-tests - især når usædvanlige problemer kun kan løses ved at kombinere vores interne ekspertise med NETZSCH.

Mange tak til Gerald Pintsuk fra Forschungszentrum Jülich for dette indblik i arbejdet med forskning i primære energikilder!

Vi ser frem til et fortsat vellykket partnerskab og samarbejde.

Få mere at vide:

• 

  LFA 427
• 

  DSC 404 F1 Pegasus^®