ហេតុអ្វីបានជារបាំងកម្ដៅ Fusion Cryostat ត្រូវការចានអាលុយមីញ៉ូមដែលសម្អាតមុនដោយ Ultrasonic?

ការប្រណាំងទូទាំងពិភពលោកដើម្បីធ្វើពាណិជ្ជកម្មថាមពលលាយនុយក្លេអ៊ែរតំណាងឱ្យចំណុចកំពូលនៃការអភិវឌ្ឍន៍ថាមពលស្អាតជាអធិបតេយ្យភាព។ នៅទូទាំងអាមេរិកខាងជើង អឺរ៉ុប និងអាស៊ីប៉ាស៊ីហ្វិក មន្ទីរពិសោធន៍ជាតិ និងអ្នកបង្កើតការបញ្ចូលគ្នាដែលគាំទ្រដោយបណ្តាក់ទុនកំពុងសាងសង់ Tokamaks និងផ្កាយរណបដែលត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីផ្តល់ថាមពលឥតឈប់ឈរដោយគ្មានកាបូន។

នៅខាងក្នុងម៉ាស៊ីនរ៉េអាក់ទ័រ fusion ទាំងនេះ នាវា cryostat មានព្រំដែនកម្ដៅខ្លាំង។ របាំងកម្ដៅដែលមានថាមពលខ្ពស់ ដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាព 80 Kelvin (-193°C) តាមរយៈចរន្តអាសូតរាវ ការពារមេដែករាវ-helium superconducting ដ៏ឆ្ងាញ់ (ដំណើរការនៅ 4 Kelvin) ពីកំដៅបញ្ចេញពន្លឺខាងក្រៅជុំវិញ។ របាំងកម្ដៅទាំងនេះដំណើរការក្រោមលក្ខខណ្ឌខ្វះចន្លោះខ្ពស់ (10⁻⁶ ដល់ 10⁻⁸ Pa) ។ នៅកម្រិតបូមធូលីដ៏ជ្រៅទាំងនេះ ភាពស្អាតនៃផ្ទៃនៃបន្ទះរបាំងរចនាសម្ព័ន្ធកំណត់ភាពជោគជ័យនៃប្រតិបត្តិការនៃកន្លែងទាំងមូល។

បន្ទះដែកដែលកិនបញ្ចប់ ឬជូតដោយដៃ បង្ហាញពីភាពងាយរងគ្រោះធ្ងន់ធ្ងរនៅក្នុង fusion cryostats៖ ការបញ្ចូលអ៊ីដ្រូកាបូនលើផ្ទៃរង និងការស្រក់ភាគល្អិតមីក្រូទស្សន៍។ ការរំកិលប្រេងរំអិល ប្រេងគូរ និងធូលីក្នុងហាងជុំវិញដែលជាប់ក្នុងរន្ធតូចៗនៃលោហធាតុដើរតួជា 'លេចធ្លាយនិម្មិត។' នៅក្រោមការបូមធូលីខ្ពស់ សារធាតុកខ្វក់ទាំងនេះបញ្ចេញឧស្ម័នយឺតៗ បន្ថយកម្រិតបូមធូលី ដែលទាមទារឱ្យមានការដុតបន្ទប់សីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាច្រើនសប្តាហ៍ និងការបង្រួមជាសារធាតុទប់ស្កាត់សារធាតុ cryogenic superconducting នៅលើ 4K ។

ចានអាលុយមីញ៉ូមដែលលាងសម្អាត និងព្យាបាលមុនដោយអ៊ុលត្រាសោន - រួមបញ្ចូលគ្នានូវយ៉ាន់ស្ព័ររចនាសម្ព័ន្ធដែលផ្តល់ទិន្នផលខ្ពស់ (ដូចជា 6061-T6 និង 5083-H111) ជាមួយនឹង ការបន្សាបសូរស័ព្ទពហុដំណាក់កាល និងការបន្ទោរបង់គ្មានសរីរាង្គ - ដោះស្រាយបញ្ហាប្រឈមប្រតិបត្តិការនេះ។ ពួកវាលុបបំបាត់ការបញ្ចេញឧស្ម័នសរីរាង្គដែលងាយនឹងបង្កជាហេតុ កាលវិភាគបូមចុះក្រោមនៃអង្គជំនុំជម្រះដោយសប្តាហ៍ ធានាបាននូវភាពស្អិតរមួតសម្រាប់ថ្នាំកូតអុបទិកដែលបញ្ចេញពន្លឺទាប និងកាត់បន្ថយទម្ងន់សមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធ ជាង 60% បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការផ្គុំដែកអ៊ីណុកប្រពៃណី។.

ការជ្រើសរើសបន្ទះរចនាសម្ព័ន្ធសម្រាប់របាំង Cryostat បូមធូលីខ្ពស់។

បន្ទះរបាំងកម្ដៅនៅក្នុង fusion cryostat ត្រូវតែទ្រទ្រង់ការប៉ះទង្គិចកម្ដៅយ៉ាងឆាប់រហ័ស និងកម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចថាមវន្ត ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវការតម្រឹមវិមាត្រច្បាស់លាស់៖

កម្លាំងខ្ពស់ 6061-T6 និង 5083-H111 ស្រទាប់ខាងក្រោម៖ ផ្តល់នូវកម្លាំងទិន្នផលដែលមានការបញ្ជាក់ (240 MPa ដល់ 275 MPa) ដើម្បីទប់ទល់នឹងរំញ័រមេកានិច និងវាលម៉ាញេទិកដែលរុញច្រានដោយមិនមានការប៉ះទង្គិចផ្លាស្ទិច ឬរន្ធដោតជាប់។

ភាពរឹងរបស់ Cryogenic នៅ 80 Kelvin៖ មិនដូចដែកថែបកាបូនដែលជួបប្រទះការបំលាស់ប្តូរដ៏គ្រោះថ្នាក់ពីបំពង់ទៅផុយនៅសីតុណ្ហភាពទាប បន្ទះអាតូមគូបដែលស្ថិតនៅចំកណ្តាលនៃអាលុយមីញ៉ូមនឹងកាន់តែរឹងមាំ និងរក្សាបាននូវភាពរឹងនៃផលប៉ះពាល់ខ្ពស់នៅសីតុណ្ហភាព cryogenic (-193°C ចុះដល់ -269°C) ការពារការប៉ះទង្គិចកម្ដៅ។

ការកាត់បន្ថយដ៏ធំសម្រាប់ចិញ្ចៀនពហុវិស័យ៖ ផ្នែកការពារកម្ដៅមានអង្កត់ផ្ចិតជាច្រើនម៉ែត្រ។ ការប្តូរពីដែកអ៊ីណុកទៅអាលុយមីញ៉ូម 2.70 ក្រាម/cm³ កាត់បន្ថយទម្ងន់រាប់រយតោនពីរចនាសម្ព័ន្ធទ្រទ្រង់ cryostat ទាំងមូល កាត់បន្ថយតម្រូវការគ្រឹះរញ្ជួយយ៉ាងខ្លាំង និងការដំឡើងស្ទូចពីលើក្បាល។

ខ្សែសង្វាក់បរាជ័យនៃការបញ្ចេញឧស្ម័នអ៊ីដ្រូកាបូន

ការប្រើប្រាស់ចានដែលមិនស្អាត ឬប្រើសារធាតុរំលាយដោយដៃក្នុងបរិយាកាសខ្វះចន្លោះខ្ពស់ បង្កឱ្យមានការបរាជ័យឧបករណ៍ធ្ងន់ធ្ងរ៖

អន្ទាក់ 'ការលេចធ្លាយនិម្មិត'៖ ការរំកិលម៉ាស៊ីនកិនស្តង់ដារ ទុកប្រេងរំអិលដែលនៅសេសសល់ សង្កត់ជ្រៅទៅក្នុងប្រេះស្រាំលើផ្ទៃអាលុយមីញ៉ូម។ នៅក្រោមសម្ពាធបរិយាកាស ប្រេងទាំងនេះនៅតែជាប់។ នៅក្រោមការបូមធូលីជ្រៅ ពួកវាបន្តចំហាយទឹក រារាំងម៉ាស៊ីនបូមធូលីមិនឱ្យទៅដល់គោលដៅ 10⁻⁷ Pa baseline ។

Cryogenic Magnet Contamination៖ ចំហាយអ៊ីដ្រូកាបូនដែលបញ្ចេញចេញពីរបាំងកម្ដៅ 80K រសាត់ឆ្ពោះទៅរកមេដែក 4K superconducting ដែលត្រជាក់ជាង។ ចំហាយ​ទាំងនេះ​បង្កក​ទៅលើ​ផ្ទៃ​អ៊ីសូឡង់ ដែល​បណ្តាល​ឱ្យ​មាន​ការ​ដាច់​ចរន្ត​អគ្គិសនី​ដែល​ធ្វើ​មូលដ្ឋានីយកម្ម និង​ប្រថុយ​នឹង​ការ​ពន្លត់​មេដែក​ដោយ​មហន្តរាយ។

ការ​ស្រោប​និង​ការ​ស្រោប​ដែក៖ ប្រសិនបើ​របាំង​កម្ដៅ​តម្រូវ​ឱ្យ​មាន​ម្រ័ក្សណ៍​បញ្ចេញ​ពន្លឺ​ទាប​បន្ទាប់បន្សំ ថ្នាំកូតប្រាក់ ឬ​បំពង់​ត្រជាក់​ដែល​ប្រើ​ដោយ​ខ្វះ​ចន្លោះ នោះ​ខ្សែភាពយន្ត​ប្រេង​មីក្រូទស្សន៍​នឹង​ការពារ​ការ​ភ្ជាប់​លោហធាតុ ឬ​គីមី​ដោយ​ផ្ទាល់ ដែល​ធ្វើ​ឱ្យ​ថ្នាំកូត​ឡើង​ពងបែក និង​របក​កំឡុងពេល​ជិះកង់​កម្ដៅ។

សុពលភាពបច្ចេកទេស និងការអនុវត្តជាក់ស្តែង

Sovereign Clean Energy Vision & B2B Commercial Payoff

សំណួរគេសួរញឹកញាប់

សំណួរទី 1: ហេតុអ្វីបានជាការសម្អាត ultrasonic ចាំបាច់ជំនួសឱ្យការជូតសារធាតុរំលាយដោយដៃសម្រាប់ចាន fusion cryostat?

ចម្លើយៈ ការជូតសារធាតុរំលាយដោយដៃជាមួយអាល់កុល ឬអាសេតូនគ្រាន់តែរំលាយ និងចែកចាយប្រេងលើផ្ទៃឡើងវិញ ដោយបន្សល់ទុកសំណល់មីក្រូទស្សន៍នៅខាងក្នុងប្រេះដែក។ cavitation ultrasonic ថាមពលខ្ពស់បង្កើតពពុះមីក្រូរាប់លានដែលបំផ្ទុះប្រេង និងភាគល្អិតតូចៗនៃមីក្រូទស្សន៍ចេញពីគ្រប់រន្ធញើសលើផ្ទៃមីក្រូទស្សន៍ ដែលធានាបាននូវភាពស្អាតស្អំខ្ពស់ពិតប្រាកដ។

សំណួរទី 2: តើប្រេងរំកិលដែលនៅសេសសល់បណ្តាលឱ្យ 'លេចធ្លាយនិម្មិត' នៅក្នុងបន្ទប់ទំនេរខ្ពស់ដោយរបៀបណា?

ចម្លើយ៖ ប្រេងដែលជាប់នឹងចំហាយចេញយឺតៗនៅក្រោមកន្លែងទំនេរជ្រៅ (10⁻⁶ ដល់ 10⁻⁸ Pa)។ នៅពេលដែលម៉ូលេគុលទាំងនេះបញ្ចេញឧស្ម័នយឺតៗតាមពេលវេលា ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាបូមធូលីបានចុះបញ្ជីការលេចធ្លាយឧស្ម័នជាក់ស្តែង ទោះបីជាកប៉ាល់ខ្លួនវាមានភាពតឹងណែនតាមរចនាសម្ព័ន្ធក៏ដោយ។ នេះរារាំងអង្គជំនុំជម្រះមិនឱ្យឈានដល់សម្ពាធប្រតិបត្តិការមូលដ្ឋានរបស់វា។

សំណួរទី 3: តើអ្វីធ្វើឱ្យអាលុយមីញ៉ូមជាជម្រើសដ៏ប្រសើរជាងដែកអ៊ីណុកសម្រាប់របាំងកំដៅ cryostat?

ចម្លើយ៖ អាលុយមីញ៉ូមមានកំដៅលឿនជាងដែកអ៊ីណុកដប់ដង (160–200 W/m·K ទល់នឹង 16 W/m·K) ដែលអនុញ្ញាតឱ្យស្រទាប់ការពារកម្ដៅចែកចាយបន្ទុកកំដៅដែលបានធ្វើមូលដ្ឋានីយកម្មស្មើៗគ្នា។ លើសពីនេះ អាលុយមីញ៉ូមគឺស្រាលជាង 2 ភាគ 3 ដែលមិនមានម៉ាញ៉េទិច និងកាត់បន្ថយពេលវេលាម៉ាស៊ីន CNC ប្រាំអ័ក្សរហូតដល់ 70% ។

សំណួរទី 4: តើបន្ទះអាលុយមីញ៉ូមដែលបានព្យាបាលមុននឹងអុកស៊ីតកម្មឡើងវិញឬស្រូបយកសំណើមក្នុងអំឡុងពេលដឹកជញ្ជូនដែរឬទេ?

A: ទេ បានផ្តល់ស្រទាប់ nano-passivation inorganic ស្វ័យប្រវត្តិ (ដូចជា titanium-zirconium) ត្រូវបានអនុវត្តភ្លាមៗបន្ទាប់ពីការសម្អាត ultrasonic ហើយចានត្រូវបានផ្សាភ្ជាប់ក្នុងវេចខ្ចប់របាំងសំណើមដែលបន្សុតអាសូត។ ស្រទាប់ passivation បង្កើតជារបាំងការពារដែលការពារការស្រូបយកសំណើម និងការកត់សុីលើផ្ទៃកំឡុងពេលដឹកជញ្ជូន និងកន្លែងផ្ទុកសម្អាត។

សំណួរទី 5: តើចានអាលុយមីញ៉ូមដែលសម្អាតដោយ ultrasonic អាចទប់ទល់នឹងសីតុណ្ហភាព cryogenic នៅ 80 Kelvin ដែរឬទេ?

ចម្លើយ៖ បាទ។ យ៉ាន់ស្ព័រអាលុយមីញ៉ូមដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធដូចជា 6061-T6 និង 5083-H111 មានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់គូបដែលផ្តោតលើមុខ ដែលមិនឆ្លងកាត់ការបំប្លែងសីតុណ្ហភាពទាប។ ជាការពិត កម្លាំងទិន្នផល និងកម្លាំង tensile របស់ពួកគេកើនឡើងនៅ 80 Kelvin ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវភាពរឹងមាំល្អ និងភាពធន់នៃការបាក់ឆ្អឹង។

សេចក្តីសន្និដ្ឋាន

ដើម្បីទទួលបាន និងដំឡើងដោយជោគជ័យនូវចានអាលុយមីញ៉ូមដែលបានសម្អាតជាមុនសម្រាប់ fusion cryostats៖

អាណត្តិ ASTM E595 Ultra-High Vacuum Certification: ទាមទារការទិញឯកសារដើម្បីបញ្ជាក់ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ outgassing ដែលបានផ្ទៀងផ្ទាត់ (TML < 0.10%, CVCM < 0.01%) គាំទ្រដោយរបាយការណ៍ធ្វើតេស្តមន្ទីរពិសោធន៍ភាគីទីបីសម្រាប់ឡូតិ៍ផលិតកម្មនីមួយៗ។

បញ្ជាក់ការលាងសម្អាតមិនច្រេះ Ultrasonic Cavitation៖ តម្រូវឱ្យអ្នកផ្គត់ផ្គង់ប្រើប្រាស់ការបោកគក់ ultrasonic ច្រើនហ្វ្រេកង់ ផ្គូផ្គងនឹងការលាងសម្អាតដោយទឹក deionized ជាបន្តបន្ទាប់ ដើម្បីធានាបាននូវការដកយកចេញនូវប្រេងរំអិលដែលរមូរចេញទាំងស្រុងដោយមិនមានការឆ្កូត ឬចាក់លើផ្ទៃចានរចនាសម្ព័ន្ធ។

អនុវត្តការវេចខ្ចប់ Cleanroom Double-Vacuum: កំណត់ថាចានដែលបានបញ្ចប់ទាំងអស់ត្រូវបានត្រួតពិនិត្យក្រោមលក្ខខណ្ឌបន្ទប់ស្អាត រុំក្នុងថង់ដែលមានភាគល្អិតទាបដែលមានការបញ្ជាក់ និងបិទជិតដោយកំដៅក្នុងវេចខ្ចប់របាំង foil ដែលបន្សុទ្ធដោយអាសូត ដើម្បីធានាគ្មានការចម្លងរោគនៅពេលមកដល់កន្លែងរ៉េអាក់ទ័រ។