Fig. 1. Ímãs perpendiculares projetados usando a estratégia de projeto de ímã de "duas etapas". Crédito:LU Zhiyuan
Um novo design de ímã permanente de stellarator quase axissimétrico foi feito por pesquisadores liderados pelo Prof. Xu Guosheng dos Institutos Hefei de Ciências Físicas (HFIPS) da Academia Chinesa de Ciências.
A estratégia de design de ímã de "duas etapas" verifica ainda mais a praticidade desse método e estabelece uma base sólida para o design subsequente de ímã padronizado. Conquistas relacionadas foram publicadas em Fusão nuclear .
Nos últimos anos, a abordagem stellarator avançada para pesquisa de energia de fusão obteve um progresso notável. O ímã permanente tem a vantagem de não consumir energia, baixo custo e estado estacionário natural, portanto, tem o potencial de reduzir significativamente o custo de construção e operação do stellarator. Contudo, uma vez que um grande número de blocos magnéticos (104 ~ 106) são necessários para um estelarador de ímã permanente, a fabricação e montagem desses blocos magnéticos e o controle de precisão podem ser ainda mais difíceis e caros do que as bobinas 3D. Portanto, como simplificar até mesmo padronizar o design do ímã agora é uma questão chave para o stellarator de ímã permanente.
Nesta pesquisa, os pesquisadores propuseram o método de decomposição de Fourier para projetar ímãs perpendiculares, que pode gerar o campo magnético necessário com alta precisão e o menor consumo de ímã.
Fig. 2. A estratégia de design do ímã de "duas etapas" pode fornecer quase o mesmo design do método de decomposição de Fourier. Crédito:LU Zhiyuan
Todos os ímãs permanentes perpendiculares têm a mesma remanência e apenas uma única camada de ímãs é montada no recipiente de vácuo, que pode ser facilmente inserido nas células de uma estrutura em grade anexada ao recipiente de vácuo e fixada com molas na parte traseira.
"Este projeto simplificou muito a fabricação, montagem e manutenção dos ímãs, e assim facilita o controle de precisão e redução de custos, "disse o Prof. Xu Guosheng.
A estratégia de design de ímã de "duas etapas" foi proposta com base na "estratégia de dividir e conquistar, "que é robusto, eficiente e simples na lógica. Com esta estratégia, o processo de design de um grande número de blocos magnéticos é decomposto em designs independentes de cada bloco magnético, e então itera para encontrar a solução, assim, a forma específica de cada bloco magnético pode ser personalizada regularmente e os ímãs adequados para a implementação de engenharia podem ser facilmente projetados.
Fig. 3. A estratégia de design de ímã de "duas etapas" pode projetar portas automaticamente para aquecimento e diagnóstico de plasma. Crédito:LU Zhiyuan
Esta estratégia dá quase o mesmo design de ímã que o método de decomposição de Fourier, que valida a praticabilidade desta estratégia e estabelece uma base sólida para o projeto subsequente de ímã padronizado.
