Manieren ontwikkelen om de wand van een fusiereactor te beschermen

ENGINEERINGNET.BE – MANTIS werd ontwikkeld om de drainage tussen opgevangen heet fusieplasma en de reactorwand te bestuderen. Deeltjes die uit het plasma ontsnappen, moeten in de reactoruitlaat aanzienlijk afkoelen voordat ze de muur raken.

Het Engelse tokamak-experiment MAST-U onderzoekt of alternatieve vormen van drainage minder warmte in de muur produceren. Een systeem van het MANTIS-type fungeert als ogen die informatie geven over welke methoden voor warmtereductie het beste werken.

Tijs Wijkamp, ​​promovendus aan de TU Eindhoven: ‘Tien verschillende camera’s, elk met een eigen gekleurde bril, maken video’s van het licht dat de uitlaatpijpdeeltjes uitstralen. Door informatie van meerdere camera’s te combineren kan worden afgeleid welke processen, zoals botsingen tussen plasmadeeltjes en koud gas, verantwoordelijk zijn voor de koeling.’

“Deze gedetailleerde informatie heeft bijgedragen tot de conclusie dat de zogenaamde ‘super-X’-vorm van ontlading opmerkelijk goed werkt. Het is de moeite waard om de mogelijkheid te overwegen om dit concept ook in een echte reactor toe te passen.”

Als resultaat van MANTIS-onderzoek worden deze systemen ook gebruikt om ‘weggelopen elektronen’ te observeren. “Als we de controle over het plasma verliezen, kan er een groot elektrisch veld worden gegenereerd dat elektronen versnelt tot snelheden die dicht bij die van licht liggen. Als deze elektronen de muur raken, ontstaat er onnoemelijke schade”, zegt Wijkamp.

Daarom worden er verschillende methoden onderzocht om deze schade te voorkomen, waaronder de TCV-tokamak van het Swiss Plasma Center. Wijkamp: “Tijdens mijn onderzoek heb ik een nieuwe methode ontwikkeld om met camerabeelden de energie en locatie van op hol geslagen elektronen te schatten door de synchrotronstraling te observeren die door deze deeltjes wordt uitgezonden.”

Om dit te bereiken zijn de unieke ‘MANTIS’ gekleurde glazen essentieel. De verzamelde informatie zal helpen bepalen welke strategie om tokamakbreuk te voorkomen het meest effectief is.’