Китайская компания Zhiruijie совершила прорыв в ключевой технологии электропитания для термоядерного синтеза FRC

Репортаж от Wedoany，Являясь известным предприятием в области специальных источников питания в Китае, компания Wuhan Zhiruijie Electric Technology Co., Ltd. (далее — «Zhiruijie») достигла эпохального прорыва в разработке основной системы электропитания для установок управляемого термоядерного синтеза с обращенной магнитной конфигурацией (FRC) — успешно преодолела проблему применения твердотельных полупроводниковых переключателей в экстремальных импульсных режимах термоядерного синтеза, став первым в Китае производителем источников питания, реализовавшим полностью твердотельные полупроводниковые переключатели, удовлетворяющие условиям работы FRC, и заполнив технологический пробел Китая в этой области.

Прямое попадание в болевую точку отрасли: прощание с узким местом традиционных газовых переключателей. FRC (конфигурация с обращенным полем) признана во всем мире одним из наиболее перспективных с коммерческой точки зрения технических направлений управляемого термоядерного синтеза. По сравнению с традиционной схемой токамака, FRC не требует больших внешних тороидальных катушек, имеет предельно простую конструкцию, объем составляет всего 1/20 от объема токамака, а эффективность преобразования энергии значительно выше — при одинаковом магнитном поле выходная мощность термоядерного синтеза может в 100–1000 раз превышать показатели токамака, что делает этот путь более легким для инженерной реализации и более быстрым для коммерциализации.

Являясь «сердцем» установки FRC, высоковольтный импульсный источник питания долгое время сталкивается с четырьмя основными предельными задачами: высокое напряжение и большой ток, сильные электромагнитные помехи, высокая частота повторения и эффективность, высокая надежность синхронизации. Ранее в китайских импульсных источниках питания для FRC в основном использовалась архитектура главного разряда на газовых переключателях, однако газовым переключателям присущи такие недостатки, как короткий срок службы, низкая частота повторения, плохая стабильность и частое техническое обслуживание, что совершенно не соответствует ключевым требованиям долгосрочной стабильной работы будущих коммерческих термоядерных электростанций.

Прорыв с помощью передовых технологий: преодоление «узких мест» в экстремальных режимах работы. С момента своего основания в 2014 году компания Zhiruijie на протяжении 12 лет углубленно занимается самостоятельными исследованиями и разработками в области импульсной мощности и силовой электроники, активно участвует в ряде национальных крупных научных проектов и важнейших технологических инфраструктурных объектах, накопив глубокий технологический потенциал.

Ориентируясь на потребности экстремальных режимов работы установок FRC, команда исследований и разработок Zhiruijie, опираясь на опыт проектирования импульсных силовых цепей и применения полупроводниковых переключателей, последовательно преодолела множество технологических барьеров:

Устойчивость к экстремальным электрическим нагрузкам: решена проблема легкого повреждения приводных и силовых компонентов и нестабильности работы, вызванная сверхвысокими электрическими нагрузками dv/dt>10 кВ/мкс, di/dt>10 кА/мкс, которым подвергаются устройства в условиях FRC;

Прорыв в высоких параметрах: преодолены такие болевые точки, как резкое увеличение паразитных параметров цепи, ограничение частоты и паразитные колебания, вызванные последовательным соединением множества приборов, что позволило успешно достичь сверхвысоких электрических параметров, необходимых для FRC.

Этот технологический прорыв знаменует собой ключевой скачок Китая к самостоятельному контролю над технологией применения полностью твердотельных разрядных переключателей в области основных источников питания для FRC.

Планы на будущее: закладка прочного фундамента оборудования для коммерческих термоядерных электростанций. После внедрения технологии компания Zhiruijie определила три основных направления дальнейшего развития:

Адаптация к высокочастотным импульсным потребностям коммерческих электростанций, постоянная оптимизация ударопрочности и срока службы твердотельных переключателей, повышение частоты повторения импульсов источника питания;

Выпуск индивидуальных решений для источников питания FRC на все уровни мощности, всесторонняя поддержка научных исследований, проверки и коммерческой демонстрации китайского направления FRC;

Опираясь на ключевые технологии, расширение бизнеса в области высококлассных специальных источников питания, таких как ядерная медицина и крупные научные установки.

Коммерциализация технологии FRC приведет к революционному прорыву в глобальном энергетическом переходе: она сможет обеспечить практически неограниченную чистую электроэнергию, решая климатический и экологический кризис, вызванный ископаемым топливом, и удовлетворяя энергетические потребности, связанные с бурным развитием искусственного интеллекта и цифровой индустрии; кроме того, благодаря характеристикам низкой стоимости, короткого цикла и высокой безопасности, она устранит обеспокоенность общественности по поводу безопасности ядерной энергии. Технологический прорыв Zhiruijie обеспечивает прочную опору в виде отечественного оборудования для движения человечества к эре безуглеродной энергетики.

Wuhan Zhiruijie Electric Technology Co., Ltd. — ведущий китайский поставщик решений в области специальных источников питания и импульсной мощности, специализирующийся на самостоятельной разработке и производстве высоковольтных импульсных источников питания и ключевых компонентов, придерживающийся принципа самостоятельного контроля над технологиями и долгое время обслуживающий крупные научные проекты, высокотехнологичное промышленное производство и передовые научные исследования.

Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com