Research per una nuova fonte di energia primaria mediante LFA e DSC

Ricercaarch per una società che cambia: Con questa missione in mente, più di 7000 persone sono impiegate al Forschungszentrum Jülich, lavorando su opzioni per una società digitalizzata, un sistema energetico rispettoso del clima ed economie che proteggono le risorse. Combiniamo scienze naturali, biologiche e tecniche nei settori dell'informazione, dell'energia e della bioeconomia con una speciale competenza nel supercalcolo e realizziamo infrastrutture scientifiche uniche.arcIn quanto membro della Società Helmholtz, il Forschungszentrum Jülich è uno dei principali centri di ricerca interdisciplinare in Europa. Presso l'Institute for Energy and Climate Research, Plasma Physics Division (IEK-4), le ricerchearch si concentrano su argomenti legati alle interazioni plasma-materiale. siamo parte di uno sforzo in rete a livello internazionale per rendere realtà le centrali elettriche basate sullaTemperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione nucleare. Il nostro obiettivo è mettere in moto sulla Terra il processo attraverso il quale il Sole e le altre stelle producono la loro energia, fornendo così un approvvigionamento energetico sicuro ed ecologico che sarà disponibile a lungo termine", si legge sul sito web dell'istituto research (Fonte: Plasmaphysik (IEK-4) (fz-juelich.de))

Scopriamo di più sulle loro attuali ricerchearch:

Nel Laboratorio Materiali ad Alta Temperatura (HML) dell'IEK-4 è in corso la ricerca di una nuova fonte di energia primariaarc. In ^ITER1, un reattore aTemperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione attualmente in costruzione nel sud della Francia, e in ^DEMO2, il prossimo passo verso il futuro uso commerciale dellaTemperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione nucleare, si verificano elevati carichi termici durante il funzionamento, sia stazionari (fino a 20 ^MW/m2) che transitori (dell'ordine di ^GW/m2 per µs o ms). Ciò richiede materiali e componenti caratterizzati da un'elevata Stabilità termicaUn materiale è termicamente stabile se non si decompone sotto l'influenza della temperatura. Un modo per determinare la stabilità termica di una sostanza è quello di utilizzare un TGA (analizzatore termogravimetrico). stabilità termica e contemporaneamente in grado di dissipare il calore con la massima rapidità.

^{1ITER: Reattore sperimentale termonucleare internazionale: Reattore sperimentale aTemperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione nucleare con l'obiettivo a lungo termine di generare elettricità dall'energia di fusione}

^{2DEMO: DEMOnstration Power Plant: Il progetto successivo al reattore a fusione nucleare ITER. In futuro, è destinato a servire per lo sviluppo di tecnologie, algoritmi di controllo e zone operative fisiche.}

Un esempio tipico è la distribuzione della temperatura in un componente del deviatore in un design monoblocco costituito da tungsteno, il materiale caricato al plasma, un tubo di CuCrZr e uno strato intermedio di rame puro per compensare i diversi coefficienti di espansione termica del tungsteno e del CuCrZr.

Il Laboratorio Materiali ad Alta Temperatura (HML) dell'IEK-4 presso il Forschungszentrum Jülich serve principalmente per la caratterizzazione e la qualificazione di questi materiali e componenti sia prima che dopo l'irraggiamento neutronico attraverso il caricamento con apparecchiature al plasma e a fascio elettronico, nonché i relativi metodi di post-caratterizzazione. Nel Laboratorio di Termofisica dell'HML dell'IEK-4, la Diffusività termicaLa diffusività termica (a con unità di misura mm2/s) è una proprietà specifica del materiale per caratterizzare la conduzione termica instabile. Questo valore descrive la velocità con cui un materiale reagisce a una variazione di temperatura.diffusività termica fino a 2800°C viene determinata con l'apparecchiatura laser flash NETZSCH LFA 427 e la capacità termica dei materiali metallici e ceramici fino a 1575°C viene determinata per mezzo di un'unità DSC 404 C di lunga durata e di un DSC 404 F1 Pegasus^®®.

I materiali testati vanno dalle leghe e dai compositi di tungsteno a quelli rinforzati con fibre di carbonio e ai feltri di grafite per applicazioni come quelle aerospaziali, fino agli isolanti ceramici nel campo delle pale delle turbine e ai materiali tossici come il berillio. Sono in corso i preparativi per offrire in futuro anche misure su campioni a bassa radioattività e si sta discutendo di un'ulteriore espansione delle possibilità di test per materiali altamente radioattivi installando apparecchiature nella cella calda.

L'inizio della nostra collaborazione con NETZSCH-Gerätebau GmbH risale a molti anni fa. Oggi, il nostro scambio va ben oltre la partecipazione al gruppo di lavoro sulla termofisica e l'esecuzione di test round-robin, in particolare quando problemi insoliti possono essere risolti solo combinando le nostre competenze interne con quelle di NETZSCH.

Un sentito ringraziamento a Gerald Pintsuk del Forschungszentrum Jülich per questo approfondimento sul lavoro della fonte di energia primaria ricercataarch!

Ci auguriamo di continuare a collaborare con successo.

Per saperne di più:

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  LFA 427
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  DSC 404 F1 Pegasus^®