Helios: 400 MW’lik Kompakt Stellaratör Füzyon Santrali Tasarımı

ABD merkezli füzyon şirketi Thea Energy, daha önce ön konsept tasarımını tanıttığı Helios füzyon santralinin ticari işletmeye yönelik ayrıntılı mimarisini yayımladı. Şirket, stellaratör tabanlı santralin şebekeye sürekli olarak yaklaşık 400 MW elektrik sağlayabileceğini öngörüyor.

Haberi okuduğunuz için teşekkürler, bizi takip etmeyi unutmayın!

ABD merkezli şirket, Helios’a ilişkin çalışmaları 9 Eylül’de yayımlanan 16 adet hakemli makaleyle kamuoyuna sundu. Thea Energy, Helios’ta yazılımla kontrol edilen düzlemsel mıknatısları, sürekli plazma ve ısı tahliye sistemini ve sektörlere ayrılmış bakım mimarisini bir araya getiriyor. Şirketin amacı, stellaratör tasarımlarında karşılaşılan üretim, bakım ve işletme zorluklarını azaltarak füzyon enerjisini ticari kullanıma daha uygun hale getirmek.

Karmaşıklık azaltılıyor

Stellaratörler füzyon için gereken aşırı sıcak plazmayı manyetik alanlarla hapsediyor. Ancak geleneksel stellaratör tasarımlarındaki karmaşık üç boyutlu bobinlerin üretimi, kurulumu ve uzun süreli işletilmesi önemli mühendislik sorunları oluşturuyor.

Thea Energy, Helios’ta bu yaklaşımı değiştiriyor. Sistem, karmaşık modüler bobinler yerine düzlemsel mıknatıs dizileri kullanıyor ve manyetik alanın oluşturulması ile kontrolünü yazılıma bırakıyor. Böylece mıknatısların üretimindeki küçük sapmaların veya uzun süreli kullanımda ortaya çıkabilecek aşınmaların sistemin çalışmasını bozmasının önüne geçilmesi hedefleniyor.

Helios ayrıca yarı eksensel simetrik bir geometri kullanıyor. Thea Energy, bu yaklaşım sayesinde santralin diğer optimize edilmiş stellaratör güç santrali tasarımlarından daha kompakt olabileceğini belirtiyor. Helios’un yarıçapı 8 metre olarak veriliyor. Daha kompakt yapı, santralin fiziksel ayak izinin yanı sıra maliyetinin de azaltılmasını amaçlıyor.

Sürekli 400 MW elektrik üretilebilecek

Helios, füzyon reaksiyonunun belirli aralıklarla başlatılıp durdurulduğu darbeli sistemlerin aksine, plazmayı kesintisiz şekilde çalıştırmak üzere tasarlanıyor. Böylece santralin yaklaşık 400 MW elektrik üretmesini ve bu gücü şebekeye kesintisiz biçimde aktarmasını hedefliyor.

Bu yaklaşım, füzyon enerjisinin gelecekte baz yük elektrik üretiminde kullanılabilmesi açısından önem taşıyor. Tasarım aynı zamanda plazma bozulmalarından kaynaklanan kesintileri ortadan kaldırmayı amaçlıyor.

Helios’un sürekli çalışmasına yardımcı olacak sistemlerden bir kullanacağı özel yönlendirici. Bu sistem, füzyon sırasında oluşan ısı ve plazma atıklarını reaktörden sürekli olarak uzaklaştırmak üzere tasarlanıyor. Santral ayrıca bakım işlemlerini kolaylaştırmak amacıyla farklı sektörlere ayrılıyor. Böylece işletme ömrü boyunca ihtiyaç duyulan ekipmanlara erişilerek bakım ve değişim işlemlerinin gerçekleştirilmesi planlanıyor.

Yayınlanan makalelerde uzaktan müdahale ve bakım, kriyojenik sistemler, ısı transferi, güç kaynakları, teşhis sistemleri, enstrümantasyon ve düzlemsel bobinli mıknatısların mühendisliği gibi konular da ele alınıyor.

Helios’tan önce Eos devreye girecek

Thea Energy, Helios’u doğrudan inşa etmek yerine öncelikle Eos adlı büyük ölçekli entegre stellaratör sistemini geliştirmeyi planlıyor. Eos, Helios’ta kullanılan aynı düzlemsel bobin mimarisini temel alacak.

Eos’un görevi, ticari bir füzyon santralinde gerekli olacak performans seviyelerini göstermeye yardımcı olmak. Sistem bu nedenle Helios’un ticari versiyonundan önce önemli bir teknoloji gösterimi olarak konumlandırılıyor. Şirket, Helios’un 2030’lu yıllarda çalışmaya başlaması hedefini koruyor.