Culham Center for Fusion Energy - Culham Centre for Fusion Energy
 Letecký pohled na Culham Center for Fusion Energy
| |
| Založeno | 1965 |
|---|---|
Laboratorní typ |
Národní vědecko -výzkumná laboratoř |
Obor výzkumu |
|
| Personál | 900 |
| Umístění |
Culham , Oxfordshire, Anglie 51 ° 39'32 ″ N 1 ° 13'42 ″ W / 51,65889 ° N 1,22833 ° W Souřadnice : 51 ° 39'32 ″ N 1 ° 13'42 ″ W / 51,65889 ° N 1,22833 ° W |
Provozní agentura |
Spojené království Úřad pro atomovou energii |
| webová stránka | www |
| Mapa | |
Culham Centrum pro energii z jaderné syntézy ( CCFE ) je Spojené království je národní laboratoř pro výzkum jaderné syntézy . Nachází se v Culham Science Center , poblíž Culhamu , Oxfordshire, a je místem společných evropských torusů (JET), Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST) a nyní uzavřeného tokamaku Small Tight Aspect Ratio (START).
Laboratoř, dříve známá jako UKAEA Culham , byla v říjnu 2009 přejmenována v rámci organizačních změn v jejím mateřském orgánu, Úřadu pro atomovou energii Spojeného království (UKAEA).
Od roku 2016 je ředitelem profesor Ian Chapman a centrum se zabývá prací na konečném detailním návrhu projektu ITER a přípravnými pracemi na podporu DEMO .
V roce 2014 bylo oznámeno, že ve středisku bude nový RACE (Remote Applications in Challenging Environments) .
Culham Science Center
Středisko zaujímá pozemek bývalého letiště Royal Navy RNAS Culham (HMS Hornbill) , které bylo převedeno do UKAEA v roce 1960. UKAEA nadále provozuje místo a je hlavním nájemcem.
Stejně jako CCFE, centrum sídlí v sídle UKAEA a je hostitelem mnoha komerčních a dalších organizací.
Je také domovem horního Thames Valley Sunday League fotbalového klubu JET FC
Dějiny
UKAEA oficiálně otevřela Culham Laboratory v roce 1965 poté, co přesunula své výzkumné operace fúze z nedalekého výzkumného pracoviště Harwell . Culham také spojil fúzní aktivity v Aldermastonu a dalších britských lokalitách a vytvořil národní centrum pro výzkum fúze. Prvním ředitelem laboratoře byl jmenován John Adams , který se stal generálním ředitelem CERN .
Culham během prvních dvou desetiletí postavil téměř 30 různých experimentů, protože byly vyzkoušeny různé koncepty fúze; mezi nimi šok-vlny, magnetické zrcadlo stroje , stelarátorů a levitrons. V 70. letech se výzkum zaměřil na magnetickou izolaci pomocí zařízení tokamak , které se ukázalo jako nejslibnější konstrukce pro budoucí fúzní reaktor. Na konci šedesátých let vědci z Culhamu již pomáhali při vývoji tokamaku pomocí technik měření laserovým rozptylem k ověření velmi slibných výsledků dosažených ruským zařízením T3. To vedlo k přijetí tokamaku většinou zařízení pro výzkum fúze na mezinárodní úrovni.
V roce 1977, po vleklých jednáních, byl Culham vybrán jako místo pro tokamak Joint European Torus (JET). Stavba byla zahájena v roce 1978 a byla dokončena včas a v rozpočtu, přičemž první plazma byla v červnu 1983. Od té doby stroj pokračoval ve stanovení řady milníků fúze, včetně první demonstrace řízené fúzní síly deuterium-tritium (1991) a rekordní fúzní výkon 16 megawattů (1997). Zařízení JET původně provozoval nadnárodní tým jako samostatný subjekt na místě Culham podle dohody o společném podniku JET. Od roku 2000 však UKAEA odpovídá za fungování JET jménem svých evropských výzkumných partnerů prostřednictvím smlouvy s Evropskou komisí .
V 80. letech minulého století se Culhamova laboratoř podílela na vývoji sférického konceptu tokamaku - kompaktnější verze tokamaku, ve které je plazma držena v užším magnetickém poli ve tvaru 'jádrového jablka' namísto konvenční toroidní konfigurace. To je myšlenka nabídnout potenciální výhody tím, že umožní menší, efektivnější fúzní zařízení. Experiment START (Tokamak s malým poměrem stran) v Culhamu (1991-1998) byl prvním sférickým tokamakem plné velikosti. Jeho působivý výkon vedl ke konstrukci většího zařízení MAST (Mega Amp Spherical Tokamak), které fungovalo v letech 2000 až 2013.
Ředitelé
- 1960–1966: John Adams
- 1966–1981: Bas Pease
- 1981–1990: Mick Lomer
- 1990–1996: Don Sweetman
- 1996-2002: Derek Robinson
- 2002-2003: Frank Briscoe (úřadující ředitel)
- 2003–2008: Christopher Llewellyn Smith
- 2008–2016: Steven Cowley
- 2016 -současnost: Ian Chapman
Aktuální aktivity
Britský fúzní program
CCFE má rozsáhlý program aktivit zahrnujících fyziku plazmatu tokamak, vývoj technologií pro prototypovou fúzní elektrárnu DEMO, vývoj materiálů vhodných pro fúzní prostředí, inženýrské činnosti, školení studentů, absolventů a učňů a dosah veřejnosti a průmyslu činnosti.
Účastní se také koordinovaného evropského programu, který je řízen konsorciem výzkumných ústavů EUROfusion . Toto je zaměřeno na vytvoření plánu evropské fúze s cílem dosáhnout fúzní elektřiny do roku 2050.
CCFE se podílí na řadě dalších mezinárodních spoluprací, zejména na tokamaku ITER budovaném v Cadarache ve Francii. Kromě přispění k vědecké přípravě projektu ITER experimenty s fyzikou plazmatu v Culhamu CCFE vyvíjí technologii pro tento projekt - například aplikace pro dálkové ovládání, speciální topné systémy a přístroje pro plazmová měření („diagnostika“).
V červnu 2021 bylo oznámeno, že v CCFE má být postaveno nové demonstrační zařízení pro fúzi konsorcium zahrnující General Fusion s podporou Jeffa Bezose . Do provozu se plánuje do roku 2025.
Aktualizace MAST
Těžištěm britského programu domácí fúze je MAST Upgrade-výkonnější a lépe vybavený nástupce Mega Ampere Spherical Tokamak . Výstavba aktualizace MAST byla zahájena v roce 2013 a uvedení do provozu bylo zahájeno v roce 2019.
Upgrade MAST bude implementován ve třech fázích. Financování bylo dohodnuto s Radou pro výzkum inženýrských a fyzikálních věd pro základní upgrade (fáze 1a), která zahájila plazmový provoz v roce 2020. V dalších letech budou podle financování následovat další dvě fáze (fáze 1b a fáze 2).
MAST Upgrade má tři hlavní mise:
- Vytvořte si případ pro zařízení pro testování fúzních komponent (CTF). CTF by testoval reaktorové systémy pro DEMO a sférický tokamak je považován za ideální konstrukci zařízení;
- Přidejte do znalostní báze pro ITER a pomozte vyřešit klíčové problémy fyziky plazmatu, abyste zajistili její úspěch;
- Testování reaktorových systémů. MAST Upgrade bude prvním tokamakem, který vyzkouší inovativní Super-X divertor -vysoce výkonný výfukový systém, který snižuje energetické zatížení částicemi opouštějícími plazmu. V případě úspěchu by Super-X mohl být použit v DEMO a dalších budoucích fúzních zařízeních.
Společný evropský torus (JET)
CCFE odpovídá za provoz a bezpečnost zařízení JET jménem společnosti EUROfusion. Jeho inženýři také zajišťují údržbu a modernizaci zařízení JET tak, aby splňovalo požadavky výzkumného programu. Aktualizace jsou z velké části prováděny pomocí důmyslného systému vzdálené manipulace , který eliminuje potřebu ručního zadávání. Například v letech 2009 až 2011 inženýři vzdálené manipulace odstranili vnitřek JET, aby se vešly na novou vnitřní stěnu s 4500 dlaždicemi, aby vědci mohli testovat materiály pro nadcházející tokamak ITER.
Kromě toho se CCFE účastní vědeckého programu JET spolu s dalšími 28 výzkumnými organizacemi EUROfusion v celé Evropě.
Financování
Financování domácího fúzního programu CCFE je zajištěno grantem Rady pro výzkum inženýrských a fyzikálních věd. Provoz JET je financován na základě dvoustranné smlouvy mezi britským úřadem pro atomovou energii a Evropskou komisí.
Účinek brexitu
Podle zpravodajské zprávy BBC ze dne 29. listopadu 2016: „Od hlasování o brexitu se mnozí v centru stali‚ extrémně nervózními ‘kvůli nejistotě ohledně budoucího financování a svobody pohybu. Pět výzkumníků se již vrátilo do kontinentální Evropy a další řekli, že zvažovat jejich pozice “.
Některé z těchto obav však v roce 2019 zmírnila zpráva, že JET bude po brexitu nadále financován.