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复合材料助力核反应堆实现1亿摄氏度高温

来源:中国复材展组委会 发表时间:2018-06-14 48
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英国公司Rockwood Composites 6月8日宣布,成功采用复合材料为英国私人聚变能源公司Tokamak Energy最新的核反应堆ST40组装了核心部件。

该核心部件由环形场线圈的24个内部单元组成,每个单元都由“玻璃纤维预浸料/Kapton聚酰亚胺薄膜/玻璃纤维预浸料”层结构来进行绝缘。硅增强固化系统被用来控制固化过程的位置和压力。这样做能够使空气和树脂逐渐从Kapton聚酰亚胺薄膜层下方被挤压出来,从而确保Kapton能够紧密的粘接在环向场线圈上形成均一连续的绝缘层。

粘接线厚度需要精确控制。一层干的玻璃纤维织物被用来对粘接线厚度和分散的粘接系统进行控制,粘接厚度为0.1mm。

Rockwood公司将这一绝缘措施同时应用在了ST40诸多磁场中的螺线管线圈上。同样,玻璃纤维预浸料和Kapton聚酰亚胺薄膜以螺旋重叠的方式在线圈缠绕过程中被应用在了线圈之间。最终,整个螺线管被玻璃纤维预浸料所包裹。

Rockwood公司还为ST40反应堆提供低温悬浮系统,该系统由大量的定制碳纤维带组成。这项技术同样在全球规模最大、影响最深远的“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”中得到了使用,该项目共涉及了来自35个国家的工程师和科学家。

Rockwood公司的运营主管Mark Crouchen表示:“核聚变装置创造了一个比太阳系内任何区域都要严酷的极端温度环境。复合材料的性能能够帮助设备实现比太阳核心温度更高的极端高温条件。”

ST40项目经理Graham Dunbar补充道:“我们在强磁场核心部件的制造过程中遇到了真正的困难,而Rockwood公司的出色工程师团队采用复合材料帮助我们寻找到了最佳的解决方案。”

ST40的成功设计向世人展示了在结构紧凑、高性价比的设备中也能够获得1亿摄氏度的聚变温度。

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