TAE eski hantal tokamaklar yerine , küçük ve daha pratik bir füzyon reaktörü tasarladı . Yeni nesil reaktörler, halka şeklinde değil tam tersi tüz şekilde inşa edilmiştir. Ter Çevrilmiş Alan Konfigürasyon (Field-Reversed Configuration -FRC) ile daha küçük füzyon reaktörleri yapılabilmektedir.
İlk olarak 1950’lerde Igor Tamm ve Andrei Sakharov tarafından geliştirilen tokamaklar ,füzyonu ateşlemek için gereken güneş benzeri basınç ve sıcaklıkta tutmaya yardımcı olmak için hidrojen plazmasını hapseden halkasal(toroidal) bir manyetik alan kullanır. Fakat bu tasarım nedeniyle tokamaklar devasa boyutlara ulaşmaktadır. Burada bir manyetik alan yaratmak için süper iletken manyetik mıknatıslar kullanılır ve çok karmaşık ısıtma sistemlerinin tasarlanmasına neden olur. En büyük tokamak 23.000 ton ağırlığındadır, bu nedenle halen pratik olmaktan çok uzaktadır.
FRC tasarımıysa, plazmanın kendi manyetik muhafaza alanını üretmesini sağlayarak devasa manyetik bobinleri ortadan kaldırır. Yüksek enerjili hidrojen iyonları hızlandırıldıktan ve elektriksel olarak nötr bir yük kazandırıldıktan sonra, bunlar plazmaya bir ışın olarak enjekte edilir. Plazma ile çarpışan ışın parçacıkları yeniden iyonize olurken, çarpışma enerjisi plazmayı ısıtır.
İşin akıllıca yanı, bunun plazmada toroidal akımlar oluşturmasıdır. Bunlar yoğunlaştıkça, başlangıçta plazmayı tutmak için kullanılan manyetik alan tersine döner ve plazma kendi tutma alanını üretmeye başlar. Bu alan, kararlılık ve basıncın gerektiği gibi ayarlanması için gerçek zamanlı olarak yapılandırılabilir.
TAE’ye göre bir FRC reaktörü, aynı manyetik alan gücü ve plazma hacmine dayanan bir tokamaktan 100 kata kadar daha fazla füzyon gücü çıkışı üretebilir. Bu, inşa edilmesi ve işletilmesi daha ucuz olan şaşırtıcı derecede basit bir doğrusal reaktör tasarımına izin verir. Yeni bir nötr ışın enjeksiyon sistemi kullanan şirket, önceki bir deneysel reaktörü geliştirebildiğini, makinenin boyutunu ve karmaşıklığını azaltırken maliyetleri %50 oranında düşürdüğünü söylüyor.
Yeni Prototipler Geliyor
Ayrıca FRC, bir reaktörün proton-bor anötronik füzyonla çalışmasına olanak tanıyor. Yani, hidrojen izotopları döteryum ve trityumun iki atomu yerine bir hidrojen çekirdeği ve bir bor-11 atomunu kaynaştıran bir füzyon reaksiyonu üretebiliyor. Buna anötronik denir çünkü p+¹¹B→3α+8.7MeV reaksiyonu bir nötron üretmek yerine üç alfa parçacığı (helyum-4 çekirdeği) ve de çok fazla enerji üretir.
Bu daha caziptir çünkü daha az nötron, reaktöre daha az zarar verir ve de yüklü parçacıklar olarak salınan enerjiyi kullanmak daha kolaydır, daha az kalkan kullanılır. Bor-11 nispeten bol miktarda bulunur ve radyoaktif değildir.
Yeni reaktöre Norm adı verilmesinin nedeni, bir önceki reaktör olan Norman’dan önemli ölçüde daha kısa olması. Bunun nedeni, yeni FRC sisteminin mühendislerin, plazma enjeksiyonu sırasında süpersonik çarpışmalar yoluyla plazma oluşturmak için kullanılan odanın her iki ucundaki uzun kuvars tüpleri atmalarına imkan tanımasından kaynaklanıyor.
Norm’dan elde edilen veriler, TAE’nin önümüzdeki on yıl içinde hizmete girmesi beklenen ticari prototipi Da Vinci’yeyol açacak olan bir sonraki reaktör Copernicus’un(kopernik) inşasını bilgilendirmek için kullanılacak.
TAE CEO’su Michl Binderbauer, “Norm ile FRC’nin kalan karmaşıklıklarında ustalaştık ve başarılı çalışmasıyla TAE, Copernicus’un riskini önemli ölçüde azalttı. Yalnızca NBI başarısı, TAE’nin füzyon Ar-Ge’si için bir dönüm noktasıdır ve ticari açıdan kritik olan maliyet, verimlilik ve güvenilirlik ölçütlerini doğrudan ele alan modern cihazlar için bir yol çizmektedir. Bu dönüm noktası, TAE’nin gelecek nesiller için güvenli, temiz ve neredeyse sınırsız bir enerji kaynağı sağlayacak ticari hidrojen-bor füzyonuna giden yolunu önemli ölçüde hızlandırmaktadır,” diyor.
Kaynak: https://newatlas.com/energy/breakthrough-shrinks-fusion-power-plant-expands-practicality/