'S werelds eerste fusiemachine ontworpen met COMSOL Multiphysics

COMSOL, wereldwijd marktleider op het gebied van modelleer- en simulatiesoftware, heeft vandaag aangekondigd dat ingenieurs bij General Fusion de COMSOL Multiphysics^® software hebben gebruikt voor het ontwerpen en optimaliseren van een grootschalige demonstratiemachine voor fusie. De Lawson Machine 26 (LM26) is inmiddels met succes in bedrijf genomen en wordt gebruikt om de risico's te verminderen van General Fusion's uiteindelijke commerciële Magnetized Target Fusion (MTF) machine. Deze machine werkt door een gemagnetiseerd plasma samen te drukken met een vloeibaar metalen randlaag om de hoge temperaturen en druk te bereiken die nodig zijn voor fusie. Met de MTF-technologie wil General Fusion begin tot midden 2030 fusie-energie op het commerciële elektriciteitsnet brengen. MTF-centrales hebben het potentieel om aanzienlijke hoeveelheden energie te produceren met relatief goedkope technologie, zonder uitstoot van koolstof.

De samenwerking van General Fusion met Veryst Engineering, een COMSOL gecertificeerd consultant gespecialiseerd in niet-lineaire simulatie en materiaalmodellering, was essentieel bij de ontwikkeling van LM26. Sean Teller, hoofdingenieur bij Veryst, werkte samen met Jean-Sebastien Dick, manager technische analyse bij General Fusion, om materiaalmodellen te ontwikkelen waarmee het team de respons van de lithiumlaag van de machine nauwkeurig kon simuleren. Deze informatie was cruciaal voor een nauwkeurige voorspelling van de trajecten van de LM26-voering, waardoor General Fusion de LM26 kon maken en assembleren.

Verschillende LM26 ontwerpen konden gelijktijdig worden geanalyseerd in de COMSOL^® software. Tijdens de validatiecampagne van de modellen werden 40 lithiumlagen elektromagnetisch samengedrukt. Het team voerde fysieke experimenten uit met een kleinschalig prototype van het compressiesysteem.

Dankzij modellering en simulatie kon General Fusion de impedantie van de stroomtoevoer aanpassen, zien hoe ontwerpwijzigingen de prestaties zouden beïnvloeden, en de compressie-efficiëntie maximaliseren.

“Dankzij het raamwerk van COMSOL konden we de complexiteit stapsgewijs opbouwen, vertrouwen in onze ontwerpintenties opbouwen, en voorkomen dat we de ontwerpfasen moesten herhalen”, aldus Dick. "We hebben geen grote onderdelen van deze experimenten hoeven te veranderen. Ze gedroegen zich altijd zoals bedoeld."

General Fusion bereikte in april een belangrijke mijlpaal met de LM26, waarbij met succes een grootschalig gemagnetiseerd plasma met lithium werd samengeperst. Het volledige, geïntegreerde systeem en de diagnostiek werkten zoals ontworpen en een eerste evaluatie van de gegevens wijst op positieve resultaten.

www.comsol.com