Weltweit erste Fusionsmaschine, die mit COMSOL Multiphysics entwickelt wurde

COMSOL, ein weltweit führender Anbieter von Modellierungs- und Simulationssoftware, gab heute bekannt, dass Ingenieure von General Fusion die COMSOL Multiphysics^® Software für die Konstruktion und Optimierung einer groß angelegten Fusionsdemonstrationsanlage namens Lawson Machine 26 (LM26) eingesetzt haben, die nun erfolgreich in Betrieb genommen wurde. LM26 wird dazu dienen, das Risiko der späteren kommerziellen Magnetized-Target-Fusion-Anlage (MTF) von General Fusion zu minimieren, die durch die Komprimierung eines magnetisierten Plasmas mit einem Flüssigmetall-Liner die für die Fusion erforderlichen hohen Temperaturen und Drücke erzeugt. Mit der MTF-Technologie will General Fusion bis Anfang bis Mitte der 2030er Jahre Fusionsenergie in das kommerzielle Stromnetz einspeisen. MTF-Kraftwerke haben das Potenzial, mit vergleichsweise kostengünstiger Technologie und ohne CO2-Emissionen erhebliche Energiemengen zu produzieren.

Die Partnerschaft von General Fusion mit Veryst Engineering, einem COMSOL Certified Consultant mit Spezialisierung auf hochgradig nichtlineare Simulationen und Materialmodellierung, war für die Entwicklung des LM26 von entscheidender Bedeutung. Sean Teller, leitender Ingenieur bei Veryst, arbeitete gemeinsam mit Jean-Sebastien Dick, Engineering Analysis Manager bei General Fusion, an der Entwicklung von Materialmodellen, mit denen das Team die Reaktion der Lithium-Liner der Anlage genau simulieren konnte. Diese Informationen waren für die genaue Vorhersagemodellierung der LM26-Liner von entscheidender Bedeutung, sodass General Fusion den LM26 entwickeln und montieren konnte.

Mit der COMSOL^® Software konnten verschiedene KM46-Designs simultan analysiert werden. Im Rahmen der Validierung der Modelle wurden 40 Lithium-Liner elektromagnetisch komprimiert. Das Team führte physikalische Experimente mit einem kleinen Prototyp des Kompressionssystems durch.

Durch Modellierung und Simulation konnte General Fusion die Impedanz der Stromversorgung anpassen, die Auswirkungen von Designänderungen auf die Leistung erkennen und die Kompressionseffizienz maximieren.

„Dank des COMSOL-Frameworks konnten wir die Komplexität schrittweise erhöhen, Vertrauen in unsere Designvorstellungen aufbauen und Wiederholungen in den Designphasen vermeiden“, so Dick. „Wir mussten keine wesentlichen Teile dieser Experimente ändern. Sie verliefen stets wie vorgesehen.“

General Fusion hat im April mit LM26 einen wichtigen Meilenstein erreicht. Das vollständig integrierte System und die Diagnosefunktionen funktionierten wie vorgesehen, und eine erste Auswertung der Daten lieferte positive Ergebnisse.

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