上周，英國復(fù)合材料貿(mào)易協(xié)會宣布，位于英國的制造商Rockwood Composites已成功使用復(fù)合材料為英國最新的聚變裝置托卡馬克能源ST40組裝核心。這涉及到玻璃纖維/Kapton?/玻璃纖維絕緣層到每個核心元件的非常精確的應(yīng)用。然后將整個組件粘合在一起，精確控制粘合線的厚度。

中心磁芯由24個環(huán)形勵磁線圈內(nèi)部元件組成，每個元件都需要絕緣。這是通過將玻璃纖維預(yù)浸料/ Kapton絕緣層應(yīng)用到每個芯元件來實現(xiàn)的。

Rockwood使用硅增強(qiáng)劑合并系統(tǒng)來精確控制固化過程中的位置和壓力。這使空氣和樹脂能夠從Kapton?薄膜下面逐漸擠出，并確保Kapton?與環(huán)形磁場線圈緊密結(jié)合，形成一個非常均勻和一致的絕緣層。

接下來的挑戰(zhàn)是將所有絕緣柱部件以極其精確的方式結(jié)合在一起。這是通過使用干玻璃纖維織物來控制粘合線厚度和分散的粘合劑體系來實現(xiàn)的，其提供了一致的0.1mm粘合接頭。

Rockwood將同樣的絕緣方式應(yīng)用到電磁線圈上，這就產(chǎn)生了ST40中眾多巨大的磁場之一。再次，玻璃纖維預(yù)浸料和Kapton?這次在纏繞過程中以螺旋重疊的方式施加并施加在每個線圈之間。最后，整個螺線管用玻璃預(yù)浸料包裹。

Newton Abbot的復(fù)合材料專家從最初的原則開發(fā)了這個項目，因為沒有現(xiàn)成的解決方案。他們還為ST40系統(tǒng)提供了整個低溫懸浮系統(tǒng)，包括大量的定制碳纖維帶。該技術(shù)也被用于ITER，這是世界上最大的法國融合實驗，涉及來自35個國家的工程師和科學(xué)家。洛克伍德創(chuàng)建了這個過程，作為將大型結(jié)構(gòu)非常精確地連接在一起的一種方法。它現(xiàn)在正在開發(fā)用于高溫超導(dǎo)體的處理解決方案，這是小規(guī)模托卡馬克具有挑戰(zhàn)性工作中的重要元素。

Rockwood Composites的董事總經(jīng)理Mark Crouchen表示：“Fusion設(shè)備的創(chuàng)建是為了創(chuàng)造您可以獲得的最極端的環(huán)境之一 - 比太陽系中任何地方都更加極端的溫度！復(fù)合材料的性能有助于ST40達(dá)到這些極高的溫度 - 比太陽中心熱?！斑@是我們喜歡參與的一項技術(shù)挑戰(zhàn)，我們知道我們擁有知識，材料和加工專業(yè)知識，以提供技術(shù)和優(yōu)雅的解決方案。我們現(xiàn)在正在與托卡馬克能源在下一個發(fā)展階段合作?！?/p>

ST40項目經(jīng)理Graham Dunbar說：“我們在制造高磁場托卡馬克中央核心時面臨著一個真正的問題。我們接近Rockwood Composites，他們杰出的工程師團(tuán)隊通過創(chuàng)新的復(fù)合材料應(yīng)用，找到了最佳的解決方案。我正在享受與團(tuán)隊合作，因為我們將進(jìn)一步發(fā)展技術(shù)?！?/p>

ST40是第一個由私人企業(yè)設(shè)計，建造和運(yùn)營的世界級托卡馬克控制融合設(shè)備。它旨在表明融合溫度（1億攝氏度）可用于緊湊，經(jīng)濟(jì)高效的設(shè)備。這有可能在幾年內(nèi)而不是幾十年內(nèi)為商業(yè)部署開發(fā)聚變能力。

托卡馬克能源公司是一家位于牛津郡的公司，從Culham Fusion Energy中心發(fā)展而來，于2009年成立，負(fù)責(zé)設(shè)計和開發(fā)緊湊型聚變發(fā)電廠。托卡馬克能源公司的目標(biāo)是到2030年將聚變能力投入電網(wǎng)。