Kontrakten løber til midt i år 2020, hvor det endelige design af et såkaldt CTS-målesystem til verdens største fusionseksperiment ITER skal være færdigt.
”Det er en ganske stor forsknings- og udviklingskontrakt, hvor vi på DTU Fysik har 12 mandeår på opgaven over de næste 2 år. Her skal vi færdigudvikle det design til CTS-systemet, vi har lavet i de sidste år, så det kan passere det sidste præliminære og final design review, inden det skal bygges ind i ITER”, fortæller Søren Bang Korsholm, der seniorforsker på DTU Fysik og ansvarlig for kontrakten med Fusion For Energy (F4E) på vegne af både DTU og konsortiet med portugisiske IST.
Kontrakten indeholder al den forskning, analyse, udvikling, design og prototypetests, der skal til for at bestå de to afgørende design reviews hos F4E og ITER. Totalbudgettet for rammekontrakten ligger på ca. 17 mio. kr. I løbet af kontraktens løbetid vil der være yderligere prototypeproduktion på blandt andet DTU Fysiks værksted.
Planen er, at den del af systemet som DTU har designet, skal være klart til første plasma i ITER i år 2025. Men designet, der bliver lavet på DTU Fysik, skal være færdigt allerede i år 2020 så det kan blive bygget og leveret fysisk til ITER allerede i år 2021. Herefter skal det integreres og testes inden installationen i det indre af verdens største fusionsenergieksperiment.
System skal overvåge ion-partikler
Det såkaldte CTS-system (Collective Thomson Scattering) skal overvåge de hurtige ion-partikler i fusionsplasmaet i ITER. Systemet er udviklet i sektionen for plasmafysik og fusionsenergi (PPFE) på DTU Fysik, som er den førende gruppe i verden inden for udvikling og udnyttelse af CTS-systemer.
”CTS-systemet kan give os indsigt i ITERs fusionsplasma og fusionsprocesser. Det er vigtigt, for at vi kan optimere ITERs drift og skabe en bedre forståelse af fusionsfysik. Derudover skal den viden, vi får, være med til at optimere designet af kommende fusionskraftværker” fortæller Søren bang Korsholm.
Måleudstyret skal især give viden om, hvordan produkterne fra fusionsprocessen opfører sig – de såkaldte alfa-partikler også kaldet helium-kerner.
Systemet kommer til at bestå af en mikrobølgekilde – et såkaldt gyrotron - som sender en stråle af mikrobølger med en effekt på 1 MW og en frekvens på 60 GHz ind i plasmaet. Her vekselvirker mikrobølgerne med elektroner og bliver spredt i forskellige retninger med en vis frekvensforskydning.
En række spejle uden for plasmaet opsamler en del af det spredte ’lys’, og via bølgeledere transmitteres signalet ~50 m til målesystemerne i diagnostikhallen. Ud fra det modtagne signals spektrum kan man fortælle, hvordan ionerne – særligt de hurtige ioner fra fusionsprocesserne – bevæger sig og fordeler sig i plasmaet.
Læs mere om Fusion for Energy
Læs mere om ITER
Fusionsenergi er solens og stjernernes energiforsyning. Den opstår ved at lette atomkerner – brintkerner – smelter sammen til tungere kerner – f.eks. Heliumkerner. Herved udvikles store mængder af energi. Det er denne proces fusionsforskningen vil efterligne på jorden, hvor fusionsenergien kommer fra sammensmeltning af brintisotoperne Deuterium (tungt brint) og Tritium (supertungt brint). For at atomerne kan støde sammen med hinanden og fusionere, varmer man brændstoffet op til temperaturer omkring 200 millioner grader celsius.