Fig. 1. Magneti perpendicolari progettati utilizzando la strategia di progettazione dei magneti "a due fasi". Attestazione:LU Zhiyuan
Un nuovo design a magnete permanente di stellarator quasi assialsimmetrico è stato realizzato dai ricercatori guidati dal prof. Xu Guosheng degli Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) dell'Accademia cinese delle scienze.
La strategia di progettazione del magnete "a due fasi" verifica ulteriormente la praticabilità di questo metodo e pone solide basi per la successiva progettazione di magneti standardizzati. I risultati correlati sono stati pubblicati in Fusione nucleare .
Negli ultimi anni, l'approccio stellarator avanzato per la ricerca sull'energia da fusione ha ottenuto notevoli progressi. Il magnete permanente ha i vantaggi di non consumare energia, basso costo e stato stazionario naturale, quindi ha il potenziale per ridurre notevolmente i costi di costruzione e funzionamento dello stellarator. Però, poiché un gran numero di blocchi magnetici (104~106) è necessario per uno stellarator a magneti permanenti, la fabbricazione e l'assemblaggio di questi blocchi magnetici e il controllo di precisione possono essere ancora più difficili e costosi delle bobine 3D. Perciò, come semplificare e persino standardizzare il design del magnete ora è un problema chiave per stellarator a magneti permanenti.
In questa ricerca, i ricercatori hanno proposto il metodo di decomposizione di Fourier per progettare magneti perpendicolari, che può generare il campo magnetico richiesto con elevata precisione e il minor consumo di magnete.
Fig. 2. La strategia di progettazione del magnete "a due fasi" può fornire quasi lo stesso design del metodo di decomposizione di Fourier. Attestazione:LU Zhiyuan
Tutti i magneti permanenti perpendicolari hanno la stessa rimanenza e un solo strato di magneti è montato sul recipiente del vuoto, che può essere facilmente inserito nelle celle di un telaio a griglia fissato al recipiente del vuoto e fissato con molle dal retro.
"Questo design ha notevolmente semplificato la produzione, montaggio e manutenzione dei magneti, e quindi facilita il controllo di precisione e la riduzione dei costi, " ha detto il prof. Xu Guosheng.
La strategia di progettazione del magnete "in due fasi" è stata proposta sulla base della "strategia del "divide et impera", "che è robusto, efficiente e semplice nella logica. Con questa strategia, il processo di progettazione di un gran numero di blocchi magnetici viene scomposto in design indipendenti di ciascun blocco magnetico, e poi itera per trovare la soluzione, così la forma specifica di ciascun blocco magnetico può essere regolarmente personalizzata e i magneti adatti alla realizzazione ingegneristica possono essere facilmente progettati.
Fig. 3. La strategia di progettazione del magnete "a due fasi" può progettare automaticamente le porte per il riscaldamento del plasma e la diagnostica. Attestazione:LU Zhiyuan
Questa strategia fornisce quasi lo stesso design del magnete del metodo di decomposizione di Fourier, che convalida la praticabilità di questa strategia e getta una solida base per la successiva progettazione di magneti standardizzati.
