Sidusate märkide partnerlus kõrgtemperatuurse ülijuhtiva lindi tootmise katkestamiseks LEAP laseritega

Hiljuti allkirjastasid USA fotoonikahiiglane Coherent ja Jaapani ettevõte Faraday 1867 Holdings kavatsuste protokolli (LOI), mille eesmärk on suurendada kõrgtemperatuursete ülijuhtivate lintide (HTS) tootmist laiaulatuslikuks kasutamiseks termotuumasünteesireaktorites ning aidata kaasa. juhtida rohelise energia üleminekut.Coherenti eksimerlaserid aastal See koostöö tõotab laiemat rakendust.
Viimasel kümnendil on süsinikuvaba energia kiiresti arenev väljavaade toonud kaasa tokamak-seadmete arengu, suurendades samal ajal ka nõudlust kõrge temperatuuriga ülijuhtivate magnetlintide järele. Kõrge temperatuuriga ülijuhtivad magnetlintid, mis on ülitugevate elektromagnetite valmistamise võtmetehnoloogia, on oma peamiseks kasutuseks magnetiliselt suletud termotuumasünteesi reaktorites plasma piiramiseks ja kontrollimiseks. Nimelt on Faraday 1867 Holdingsi Jaapani tütarettevõte Faraday Factory Japan LLC tõusnud maailma juhtivaks kõrgtemperatuursete ülijuhtivate (HTS) magnetlintide tootjaks.
Coherenti LEAP eksimerlaser, tööstusstandardi impulsslaser-sadestamise toode, on andnud suure tõuke kõrge temperatuuriga ülijuhtivate lintide tootmisprotsessile.
Briti termotuumasünteesi käivitusettevõtte Tokamak Energy sõnul piiravad ja kontrollivad magnetväljad tokamaki seadmes laetud plasmat. Need tugevad magnetväljad võimaldavad plasmal soojeneda temperatuurini, mis ületab 100 miljonit kraadi Celsiuse järgi – künnis, mis on vajalik termotuumasünteesi saamiseks, et saada äriliselt elujõuline energiaallikas. Pärast seda võimaldavad sfäärilise tokamaki võimsad magnetid kompaktsemat suletust, suurendades plasma tihedust ja võimsust, vältides samal ajal kulukat vedela heeliumi jahutamise vajadust.
Võimsaid magnetvälju saab tekitada suurte voolude suunamisel ümber plasmat ümbritsevate elektromagnetmähiste massiivi. Magnetid on keritud kõrge temperatuuriga ülijuhtiva magnetlindiga, mida Tokamak Energy nimetab "läbimurdeks".
Funktsionaalsete katete töötlemine
Faraday 1867 Holdingsi tütarettevõte Faraday Factory Japan LLC on tootnud kõrge temperatuuriga ülijuhtivaid magnetlinti alates 2012. aastast. Eelnimetatud kavatsuste protokoll viitab Jaapani tehase strateegiale rahuldada globaalset nõudlust HTS-lintide järele ja Coherent väidab, et nõudlus selliste lintide arv peaks praegusest kuni 2027. aastani kümnekordistuma.
Jaapani ettevõte kasutab ioonkiirega abistavat sadestamist (IBAD), impulsslasersadestamist (PLD), hõbemagnetroni pihustamist ja vase elektrokeemilist katmist, mis nõuavad selliste lintide valmistamiseks mitut tootmisetappi. Nendest on eksimeerpõhine impulsslaser-sadestamine (PLD) ainus tõestatud masstootmise meetod haruldaste muldmetallide baarium-vaskoksiidi (REBCO) kilede loomiseks, millel on mitmekihiliste HTS-lintide jaoks vajalikud omadused.
Impulsslasersadestamine (PLD) on väga võimas tööriist kvaliteetsete funktsionaalsete kattekihtide tootmiseks," kirjeldab Faraday Plant oma veebilehel. Sadestamise protsessi genereerib laserkiire, mis tabab sihtmärki puhverkihiga metallribal. kõrgetel temperatuuridel. HTS-ühendid on keerulised oksiidmaterjalid ja PLD-meetodil on oluline roll kõrge temperatuuriga ülijuhtivate kihtide valmistamisel, mille koostis, paksus ja mikrostruktuur on rangelt kontrollitud.
Ettevõtte kavatsuste protokoll Coherentiga kirjeldab väidetavalt strateegiat kõrge temperatuuriga ülijuhtide tootmisvõimsuse suurendamiseks, kasutades ettevõtte "LEAP" laserit.
Coherent ütles: "Koherentsed LEAP-eksimeerlaserid on HTS-lintide valmistamise programmeeritavate loogikaseadmete tööstusstandard. LEAP-laserid põhinevad argoonfluoriidi (ArF), krüptonfluoriidi (KrF) ja ksenoonkloriidi (XeCl) allikatel ning kiirgavad lainepikkused vastavalt 193 nm, 248 nm ja 308 nm ning nende väljundvõimsus on kuni 300 W. Neid kasutatakse juba paljudes tööstuslikes rakendustes, näiteks lasertõstukid orgaaniliste LED- ja MicroLED-ekraanide tootmiseks.
Beyond Fusion
Coherenti eksimeerlaserite äriüksuse vanem asepresident Kai Schmidt ütles: "Me teame, et termotuumaenergia võidujooksus osalevad riigid teevad kõvasti tööd, et kiirendada kõrgtemperatuursete ülijuhtlintide tarneahelat, mis kasvab aastas tuhandete kilomeetrite võrra. termotuumasünteesitehnoloogia kiires arengus hoidmiseks."
Faraday Jaapani rajatise esindusdirektor Sergey Lee lisas omalt poolt: "Oleme Faraday 1867-ga koostööd teinud rohkem kui kümme aastat ja meie laserid soovivad HTS-i lindi tootmise tõusufaasis olulist rolli mängida. .HTS-lintide kasutusvaldkonnad ei piirdu termotuumasünteesi reaktoritega- -Nende hulka kuuluvad kadudeta energiaülekanne, süsinikuvaba lennundus ja konteinerlaevad, heeliumivabad NMR-süsteemid, täiustatud kosmoseaparaadi tõukejõusüsteemid ja palju muud. kahekohaline aastane kasv HTS-linditurul, seega on HTS-lindi tootmisvõimsustesse investeerimise kiireloomulisus selge.
HTS-lint on üks peamisi tehnoloogiaid, mis võimaldavad magnetiliselt suletud termotuumasünteesireaktoreid, nagu tokamak. Tokamaki konstruktsioonid on lihtsamad, kompaktsemad ja odavamad kui varasemad tehnoloogiad. HTS-lindid võivad töötada temperatuuridel, mis jäävad kümnetesse kelvinitesse, välistades vajaduse kulukate jahutussüsteemide järele, mis põhinevad mittesäästval vedela heeliumi tehnoloogial. Magnetsulguriga termotuumasünteesi reaktorid on eeldatavasti suutelised tootma gigavatti süsinikuvaba elektrit, mille puhaskasum on üle 10 protsendi, ja seega võivad need mängida olulist rolli ülemaailmses rohelisele energiale üleminekul.