麻省理工學院研究人員密切關注聚變磁體技術

據外媒報道,Daniel Korsun在麻省理工學院的本科生涯為他更深入地研究聚變磁體技術和設計做好了準備。“那是你的熱身運動。現在我們真正進入了困境。”Daniel Korsun在進入麻省理工學院等離子體科學和聚變中心(PSFC)的研究生學習的 “密集 “階段時,正在反思他在麻省理工學院的四年本科準備和研究。這位核科學和工程學學生的“熱身”包括在SPARC托卡馬克上進行的足夠多的核聚變研究,從而使他成為PSFC社區的一員。

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“我已經有了這個由同行、教授和工作人員組成的網絡,”他熱情地指出。“我已經為此訓練了四年。”

Korsun於2016年來到麻省理工學院校園,準備專註於化學,但很快就對物理學的核方面產生了迷戀。推遲了他的一個本科課程要求,他沉迷於邁克-肖特教授的核科學介紹課。此後,他 “超級着迷”,尤其是對核聚變這一無碳、可能是無盡的能源來源的主題。

從他班上的同學Monica Pham那裡得知PSFC有一個暑期本科生研究機會計劃(UROP)的空缺,Korsun申請並很快進入了該中心的加速器實驗室,該實驗室與核科學與工程系(NSE)共同合作。

“我一直對清潔能源、先進的太陽能、氣候變化感興趣。當我真正進入核聚變的深處,看到PSFC正在做的事情–沒有什麼能與之相比。”

Korsun對PSFC的研究持續感到興奮,最終使他在大三時加入了麻省理工學院的SuperUROP本科研究項目。在NSE副教授Zach Hartwig和他的研究生的指導下,Korsun了解了至今仍是他關注的聚變研究,包括SPARC,一個下一代聚變實驗,它是計劃中的能量生產聚變爐ARC的原型。

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這兩個托卡馬克設計都是由麻省理工學院與美國聯邦核聚變系統公司(CFS)聯合開發的,並依賴於改變遊戲規則的高溫超導(HTS)薄帶。由這種高溫超導薄帶製成的磁鐵將環繞托卡馬克的甜甜圈形真空室,限制熱等離子體。

Korsun正在探索聚變過程中產生的輻射對HTS帶的影響。要做到這一點,他需要測試HTS薄帶的臨界電流,即超導體在保持超導狀態下所能傳導的最大電流量。因為輻射損傷會影響超導體攜帶電流的程度,所以HTS帶的臨界電流會隨着它們被輻照的程度而改變。

“你可以在室溫下對任何東西進行輻照,”他指出。”你只是用質子或中子轟擊它。但是這些信息並不真正有用,因為你的SPARC和ARC磁體將處於低溫狀態,而且它們也將在極強的磁場中運行。如果這些低溫和高磁場實際上影響了材料對損害的反應,那該怎麼辦?”

作為一名本科生,對這個問題的追求使他和其他團隊成員遠赴日本和新西蘭,在那裡他們可以使用特殊設施來測試HTS薄帶在相關條件下的臨界電流。”在我們前往東北大學超導材料高場實驗室的日本之行中,我們在實際的SPARC環形場磁場和溫度下對HTS薄帶進行了SPARC項目的首次測試。這是一次艱苦的旅行–我們一般每天在實驗室工作15或16個小時–但令人難以置信。”

由於COVID-19封鎖,他不得不在大四最後一個學期離開校園,這意味着Korsun只能參加虛擬畢業典禮。“這並不理想。我不是那種在父母的沙發上坐六個月的人。”

他充分利用夏天時間,在CFS獲得了一個虛擬實習機會,在那裡,他根據從SPARC研究中學到的東西,幫助完善ARC的設計。“我獲得了大量的知識,這些知識在五年前設計它的時候甚至是無法想象的。”

Korsun期待着SPARC運行的那一天,激發出對ARC設計的更多更新。“對SPARC感到興奮是很容易的,”他說。”每個人都是如此,我也是如此。但這還不是最終的目標。我們必須關注距離。”

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