Nemrég amerikai fotonika óriásÖsszefüggőés a japán Faraday 1867 Holdings szándéknyilatkozatot (LOI) írt alá azzal a céllal, hogy növeljék a gyártást.magas hőmérsékletű szupravezető(HTS) szalagok a fúziós reaktorok nagyszabású telepítéséhez, valamint a zöld energiára való átállás elősegítéséhez. A Coherent excimer lézerei ebben az együttműködésben szélesebb körű alkalmazásokat ígér.
Az elmúlt évtizedben a szénmentes energia gyorsan fejlődő kilátása a tokamak eszközök fejlődéséhez vezetett, miközben megnövekedett keresletet eredményezett a magas hőmérsékletű szupravezető mágnesszalagok iránt. A magas hőmérsékletű szupravezető mágnesszalagok, amelyek az ultraerős elektromágnesek előállításának kulcsfontosságú technológiája, elsősorban a mágneses elzárású fúziós reaktorokban alkalmazzák a plazma korlátozására és szabályozására. A Faraday Factory Japan LLC, a Faraday 1867 Holdings japán leányvállalata a magas hőmérsékletű szupravezető (HTS) mágnesszalagok világvezető gyártójává nőtte ki magát.
A Coherent LEAP excimer lézere, egy ipari szabvány impulzusos lézeres leválasztási terméke, jelentős lökést adott a magas hőmérsékletű szupravezető szalagok gyártási folyamatának.
A Tokamak Energy brit fúziós startup szerint a mágneses mezők korlátozzák és szabályozzák a töltött plazmát egy tokamak-eszközben. Ezek az erős mágneses mezők lehetővé teszik, hogy a plazma 100 millió Celsius-fok feletti hőmérsékletre melegedjen fel – ez a küszöb ahhoz, hogy a fúzió kereskedelmileg életképes energiaforrássá váljon. Ezt követően a gömb alakú tokamak erős mágnesei lehetővé teszik a kompaktabb bezárást, növelve a plazmasűrűséget és a teljesítményt, miközben elkerülik a folyékony hélium hűtésének költséges igényét.
Erőteljes mágneses mezők generálhatók, ha nagy áramot vezetünk a plazmát körülvevő elektromágneses tekercsek köré. A mágneseket a Tokamak Energy "áttörés"-nek nevezett, magas hőmérsékletű szupravezető mágnesszalaggal tekerték fel.
Funkcionális bevonatok kezelése
A Faraday Factory Japan LLC, a Faraday 1867 Holdings leányvállalata 2012 óta gyárt magas hőmérsékletű szupravezető szalagokat. A fent említett szándéknyilatkozat a japán gyár stratégiájára utal, hogy kielégítse a HTS szalagok iránti globális keresletet, és a Coherent szerint az ilyen szalagok iránti kereslet. A szalagok várhatóan megtízszereződnek 2027 között.
A japán cég ionsugár-asszisztált leválasztást (IBAD), impulzuslézeres leválasztást (PLD), ezüst-magnetronos porlasztást és réz elektrokémiai bevonatot alkalmaz, amelyekhez több gyártási lépés szükséges az ilyen szalagok elkészítéséhez. Ezek közül az excimer alapú pulzáló lézeres leválasztás (PLD) az egyetlen bevált tömeggyártási módszer a többrétegű HTS szalagokhoz szükséges tulajdonságokkal rendelkező ritkaföldfém bárium-réz-oxid (REBCO) filmek előállítására.
Az impulzusos lézeres leválasztás (PLD) egy hatékony eszköz a kiváló minőségű funkcionális bevonatok előállításához" – írja a Faraday Plant a honlapján. A leválasztási folyamatot a lézersugarak csóvája generálja, amelyek egy fémcsíkon, magas pufferréteggel ellátott célpontot érnek el. A HTS-vegyületek összetett oxid anyagok, és a PLD-módszer fontos szerepet játszik magas hőmérsékletű szupravezető rétegek előállításában, amelyek összetétele, vastagsága és mikroszerkezete szigorúan szabályozott."
A Coherent-tel aláírt szándéknyilatkozat állítólag egy stratégiát vázol fel a magas hőmérsékletű szupravezető-gyártási képességek növelésére a vállalat „LEAP” lézerével.
A Coherent LEAP excimer lézerei a HTS szalagok gyártásában használható programozható logikai eszközök ipari szabványai" – mondta a Coherent. „A LEAP lézerek argon-fluorid (ArF), kriptonfluorid (KrF) és xenon-klorid (XeCl) forrásokon alapulnak. 193 nm-en, 248 nm-en és 308 nm-en, és akár 300 W-os kimeneti teljesítményt is biztosítanak. Már számos ipari alkalmazásban használják őket, például lézeremelőket organikus LED és MicroLED kijelzők gyártásához.
A fúzión túl
Kai Schmidt, a Coherent Excimer Laser üzletágának alelnöke elmondta: "Tudjuk, hogy a fúziós energia versenyében részt vevő országok keményen dolgoznak a magas hőmérsékletű szupravezető szalagok ellátási láncának felgyorsításán, amely évente több ezer kilométerrel nő. annak érdekében, hogy a fúziós technológia gyors ütemben haladjon előre."
A maga részéről Sergey Lee, a Faraday japán üzemének képviselője hozzátette: "Több mint egy évtizede dolgozunk a Faraday 1867-el, és lézereink szívesen játszanak fontos szerepet a HTS szalaggyártás felfutási szakaszában. . A HTS szalagok alkalmazási területei nem korlátozódnak a fúziós reaktorokra- -Ezek közé tartozik a veszteségmentes energiaátvitel, a szén-dioxid-mentes repülés és a konténerhajók, a héliummentes NMR-rendszerek, a fejlett űrhajó-meghajtó rendszerek és még sok más. kétszámjegyű éves növekedés a HTS szalagpiacon, így egyértelmű a HTS szalaggyártási képességekbe való befektetés sürgőssége."
A HTS szalag az egyik kulcsfontosságú technológia a mágneses elzárású fúziós reaktorok, például a tokamak megvalósításában. A Tokamak kivitelek egyszerűbbek, kompaktabbak és olcsóbbak működtetni, mint a korábbi technológiák. A HTS szalagok több tíz Kelvin tartományban is működhetnek, így nincs szükség drága hűtőrendszerekre, amelyek nem fenntartható folyékony hélium technológián alapulnak. A mágneses zárású fúziós reaktorok várhatóan végső soron gigawatt szén-dioxid-mentes villamos energiát tudnak termelni több mint 10 százalékos nettó nyereséggel, és így fontos szerepet játszhatnak a zöld energiára való globális átállásban.
