Tanda Koheren Perkongsian Untuk Mengganggu Pembuatan Pita Superkonduktor Suhu Tinggi Dengan Laser LEAP

Baru-baru ini, gergasi fotonik AS Coherent dan Faraday 1867 Holdings Jepun telah menandatangani surat niat (LOI) dengan matlamat untuk meningkatkan pengeluaran pita pengalir super suhu tinggi (HTS) untuk penggunaan berskala luas dalam reaktor gabungan, serta membantu memacu peralihan tenaga hijau.Laser excimer koheren dalam Kerjasama ini menjanjikan aplikasi yang lebih luas.
Dalam dekad yang lalu, prospek tenaga bebas karbon yang berkembang pesat telah membawa kepada kemajuan dalam peranti tokamak, di samping mendorong peningkatan permintaan untuk pita magnet superkonduktor suhu tinggi. Pita magnet superkonduktor suhu tinggi, teknologi utama dalam fabrikasi elektromagnet ultra-kuat, mempunyai aplikasi utamanya dalam reaktor gabungan terkurung magnet untuk mengurung dan mengawal plasma. Terutama, Faraday Factory Japan LLC, anak syarikat Jepun Faraday 1867 Holdings, telah muncul sebagai pengeluar pita magnetik superkonduktor suhu tinggi (HTS) terkemuka dunia.
Laser excimer LEAP Coherent, produk pemendapan laser berdenyut standard industri, telah memberikan rangsangan besar kepada proses pembuatan pita superkonduktor suhu tinggi.
Medan magnet bertindak untuk mengurung dan mengawal plasma yang dicas dalam peranti tokamak, menurut Tokamak Energy, syarikat permulaan gabungan British. Medan magnet yang kuat ini membolehkan plasma memanaskan sehingga suhu melebihi 100 juta darjah Celsius - ambang yang diperlukan untuk pelakuran menjadi sumber tenaga yang berdaya maju secara komersial. Selepas itu, magnet berkuasa dalam tokamak sfera membolehkan kurungan yang lebih padat, meningkatkan ketumpatan dan kuasa plasma sambil mengelakkan keperluan mahal untuk penyejukan helium cecair.
Medan magnet yang kuat boleh dijana dengan menghantar arus tinggi di sekeliling pelbagai gegelung elektromagnet yang mengelilingi plasma. Magnet itu dililit dengan pita magnet superkonduktor suhu tinggi yang disebut oleh Tokamak Energy sebagai "terobosan".
Memproses Salutan Fungsian
Faraday Factory Japan LLC, anak syarikat Faraday 1867 Holdings, telah menghasilkan pita magnet superkonduktor suhu tinggi sejak 2012. Surat hasrat yang disebutkan di atas merujuk kepada strategi kilang Jepun untuk memenuhi permintaan global untuk pita HTS, dan Coherent mengatakan bahawa permintaan untuk pita sedemikian dijangka berkembang sepuluh kali ganda antara sekarang dan 2027.
Syarikat Jepun itu menggunakan pemendapan dibantu rasuk ion (IBAD), pemendapan laser berdenyut (PLD), percikan magnetron perak dan penyaduran elektrokimia kuprum, yang memerlukan beberapa langkah pembuatan untuk membuat pita sedemikian. Daripada jumlah ini, pemendapan laser berdenyut (PLD) berasaskan excimer ialah satu-satunya kaedah pengeluaran besar-besaran yang terbukti untuk mencipta filem nadir bumi barium kuprum oksida (REBCO) dengan kualiti yang diperlukan untuk pita HTS berbilang lapisan.
Pemendapan laser berdenyut (PLD) ialah alat yang sangat berkuasa untuk menghasilkan salutan berfungsi berkualiti tinggi," Faraday Plant menerangkan di laman webnya. Proses pemendapan dihasilkan oleh kepulan pancaran laser yang mengenai sasaran pada jalur logam dengan lapisan penampan pada suhu tinggi.Kompaun HTS ialah bahan oksida yang kompleks, dan kaedah PLD memainkan peranan penting dalam menghasilkan lapisan superkonduktor suhu tinggi dengan komposisi, ketebalan dan struktur mikro yang dikawal ketat."
Surat hasrat syarikat dengan Coherent dikatakan menggariskan strategi untuk meningkatkan keupayaan pembuatan superkonduktor suhu tinggi menggunakan laser "LEAP" syarikat.
Coherent berkata, "Laser excimer LEAP yang koheren ialah piawaian industri untuk peranti logik boleh atur cara untuk fabrikasi pita HTS. Laser LEAP adalah berdasarkan sumber Argon Fluoride (ArF), Krypton Fluoride (KrF), dan Xenon Chloride (XeCl) dan memancarkan pada panjang gelombang masing-masing 193 nm, 248 nm dan 308 nm dan mempunyai kuasa keluaran sehingga 300W. Ia telah pun digunakan dalam pelbagai aplikasi perindustrian, seperti pengangkat laser untuk pengeluaran paparan LED organik dan MicroLED.
Beyond Fusion
Kai Schmidt, Naib Presiden Kanan Unit Perniagaan Laser Excimer Koheren, berkata, "Kami tahu bahawa negara yang terlibat dalam perlumbaan tenaga gabungan sedang berusaha keras untuk mempercepatkan rantaian bekalan pita superkonduktor suhu tinggi, berkembang beribu-ribu kilometer setiap tahun, dalam untuk memastikan teknologi gabungan bergerak ke hadapan dengan pantas."
Bagi pihaknya, Sergey Lee, wakil pengarah kemudahan Faraday di Jepun, menambah: "Kami telah bekerjasama dengan Faraday 1867 selama lebih sedekad, dan laser kami tidak sabar-sabar untuk memainkan peranan penting dalam fasa peningkatan pengeluaran pita HTS. .Kawasan aplikasi untuk pita HTS tidak terhad kepada reaktor gabungan- -Ia termasuk pemindahan tenaga tanpa kehilangan, penerbangan sifar karbon dan kapal kontena, sistem NMR bebas helium, sistem pendorong kapal angkasa canggih dan banyak lagi. Aplikasi ini memacu pertumbuhan tahunan dua angka dalam pasaran pita HTS, jadi keperluan mendesak untuk melabur dalam keupayaan pembuatan pita HTS adalah jelas."
Pita HTS ialah salah satu teknologi utama yang membolehkan reaktor gabungan kurungan magnetik seperti tokamak. Reka bentuk Tokamak lebih ringkas, lebih padat dan lebih murah untuk dikendalikan daripada teknologi sebelumnya. Pita HTS boleh beroperasi pada suhu dalam julat berpuluh-puluh Kelvin, menghapuskan keperluan untuk sistem penyejukan mahal berdasarkan teknologi helium cecair yang tidak mampan. Reaktor gabungan kurungan magnetik dijangka akhirnya dapat menjana gigawatt elektrik bebas karbon dengan keuntungan bersih lebih daripada 10 peratus, dan dengan itu mungkin memainkan peranan penting dalam peralihan global kepada tenaga hijau.