लीप लेजर के साथ उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग टेप निर्माण को बाधित करने के लिए सुसंगत संकेत साझेदारी

हाल ही में, अमेरिकी फोटोनिक्स दिग्गज कोहेरेंट और जापान की फैराडे 1867 होल्डिंग्स ने फ्यूजन रिएक्टरों में व्यापक पैमाने पर तैनाती के लिए उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग (एचटीएस) टेप के निर्माण को बढ़ाने के लक्ष्य के साथ-साथ मदद करने के लिए एक आशय पत्र (एलओआई) पर हस्ताक्षर किए। हरित ऊर्जा परिवर्तन को आगे बढ़ाएं। इस सहयोग में कोहेरेंट के एक्सिमर लेजर व्यापक अनुप्रयोग का वादा करते हैं।
पिछले दशक में, कार्बन-मुक्त ऊर्जा की तेजी से विकसित हो रही संभावना ने टोकामक उपकरणों में प्रगति की है, जबकि उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय टेप की मांग में भी वृद्धि हुई है। उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय टेप, अल्ट्रा-मजबूत इलेक्ट्रोमैग्नेट के निर्माण में एक प्रमुख तकनीक, प्लाज्मा को सीमित और नियंत्रित करने के लिए चुंबकीय कारावास संलयन रिएक्टरों में अपना प्राथमिक अनुप्रयोग करती है। विशेष रूप से, फैराडे फैक्ट्री जापान एलएलसी, फैराडे 1867 होल्डिंग्स की एक जापानी सहायक कंपनी, उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग (एचटीएस) चुंबकीय टेप की दुनिया की अग्रणी निर्माता के रूप में उभरी है।
सुसंगत लीप एक्सीमर लेजर, एक उद्योग-मानक स्पंदित लेजर जमाव उत्पाद, ने उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग टेप की निर्माण प्रक्रिया को एक बड़ा बढ़ावा दिया है।
ब्रिटिश फ़्यूज़न स्टार्टअप टोकामक एनर्जी के अनुसार, चुंबकीय क्षेत्र टोकामक डिवाइस में चार्ज किए गए प्लाज़्मा को सीमित और नियंत्रित करने का कार्य करते हैं। ये मजबूत चुंबकीय क्षेत्र प्लाज्मा को 100 मिलियन डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान तक गर्म करने की अनुमति देते हैं - व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य ऊर्जा स्रोत बनने के लिए संलयन के लिए आवश्यक सीमा। उसके बाद, गोलाकार टोकामक में शक्तिशाली चुंबक अधिक कॉम्पैक्ट कारावास की अनुमति देते हैं, तरल हीलियम शीतलन की महंगी आवश्यकता से बचते हुए प्लाज्मा घनत्व और शक्ति को बढ़ाते हैं।
प्लाज्मा को घेरने वाले विद्युत चुंबक कॉइल्स की एक श्रृंखला के चारों ओर उच्च धाराओं को पारित करके शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न किया जा सकता है। चुम्बकों को टोकामक एनर्जी द्वारा "ब्रेकथ्रू" उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय टेप से लपेटा जाता है।
कार्यात्मक कोटिंग्स का प्रसंस्करण
फैराडे फैक्ट्री जापान एलएलसी, फैराडे 1867 होल्डिंग्स की सहायक कंपनी, 2012 से उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग चुंबकीय टेप का उत्पादन कर रही है। उपरोक्त आशय पत्र एचटीएस टेप की वैश्विक मांग को पूरा करने के लिए जापानी फैक्ट्री की रणनीति को संदर्भित करता है, और कोहेरेंट का कहना है कि मांग अब से 2027 के बीच ऐसे टेपों की संख्या दस गुना बढ़ने की उम्मीद है।
जापानी कंपनी आयन बीम असिस्टेड डिपोजिशन (आईबीएडी), स्पंदित लेजर डिपोजिशन (पीएलडी), सिल्वर मैग्नेट्रोन स्पटरिंग और कॉपर इलेक्ट्रोकेमिकल प्लेटिंग का उपयोग करती है, जिन्हें ऐसे टेप बनाने के लिए कई विनिर्माण चरणों की आवश्यकता होती है। इनमें से, मल्टीलेयर एचटीएस टेप के लिए आवश्यक गुणों के साथ दुर्लभ पृथ्वी बेरियम कॉपर ऑक्साइड (आरईबीसीओ) फिल्में बनाने के लिए एक्साइमर-आधारित स्पंदित लेजर जमाव (पीएलडी) एकमात्र सिद्ध बड़े पैमाने पर उत्पादन विधि है।
फैराडे प्लांट ने अपनी वेबसाइट पर बताया है, ''स्पंदित लेजर जमाव (पीएलडी) उच्च गुणवत्ता वाले कार्यात्मक कोटिंग्स के उत्पादन के लिए एक बहुत ही शक्तिशाली उपकरण है। जमाव प्रक्रिया एक बफर परत के साथ धातु की पट्टी पर लक्ष्य को मारने वाले लेजर बीम के एक समूह द्वारा उत्पन्न होती है। उच्च तापमान। एचटीएस यौगिक जटिल ऑक्साइड सामग्री हैं, और पीएलडी विधि कसकर नियंत्रित संरचना, मोटाई और माइक्रोस्ट्रक्चर के साथ उच्च तापमान सुपरकंडक्टिंग परतों के उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।
कहा जाता है कि कोहेरेंट के साथ कंपनी के आशय पत्र में कंपनी के "LEAP" लेजर का उपयोग करके उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टर निर्माण क्षमताओं को बढ़ाने की रणनीति की रूपरेखा तैयार की गई है।
सुसंगत ने कहा, "सुसंगत लीप एक्सीमर लेजर एचटीएस टेप के निर्माण के लिए प्रोग्रामयोग्य तर्क उपकरणों के लिए उद्योग मानक हैं। लीप लेजर आर्गन फ्लोराइड (एआरएफ), क्रिप्टन फ्लोराइड (केआरएफ), और क्सीनन क्लोराइड (एक्सईसीएल) स्रोतों पर आधारित हैं और उत्सर्जन करते हैं क्रमशः 193 एनएम, 248 एनएम, और 308 एनएम की तरंग दैर्ध्य, और 300W तक की आउटपुट शक्ति है। वे पहले से ही औद्योगिक अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला में उपयोग में हैं, जैसे कि कार्बनिक एलईडी और माइक्रोएलईडी डिस्प्ले के उत्पादन के लिए लेजर लिफ्टर।
फ्यूजन से परे
कोहरेंट के एक्सीमर लेजर बिजनेस यूनिट के वरिष्ठ उपाध्यक्ष काई श्मिट ने कहा, "हम जानते हैं कि संलयन ऊर्जा दौड़ में शामिल देश उच्च तापमान वाले सुपरकंडक्टिंग टेप की आपूर्ति श्रृंखला में तेजी लाने के लिए कड़ी मेहनत कर रहे हैं, जो प्रति वर्ष हजारों किलोमीटर बढ़ रही है। फ्यूज़न प्रौद्योगिकी को तीव्र गति से आगे बढ़ाने के लिए।"
अपनी ओर से, फैराडे की जापान सुविधा के प्रतिनिधि निदेशक, सर्गेई ली ने कहा: "हम एक दशक से अधिक समय से फैराडे 1867 के साथ काम कर रहे हैं, और हमारे लेजर एचटीएस टेप उत्पादन के रैंप-अप चरण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने के लिए उत्सुक हैं। .एचटीएस टेपों के लिए अनुप्रयोग क्षेत्र संलयन रिएक्टरों तक सीमित नहीं हैं- -इनमें दोषरहित ऊर्जा हस्तांतरण, शून्य-कार्बन विमानन और कंटेनर जहाज, हीलियम मुक्त एनएमआर सिस्टम, उन्नत अंतरिक्ष यान प्रणोदन प्रणाली और बहुत कुछ शामिल हैं। ये अनुप्रयोग चल रहे हैं एचटीएस टेप बाजार में दोहरे अंक की वार्षिक वृद्धि, इसलिए एचटीएस टेप विनिर्माण क्षमताओं में निवेश की तात्कालिकता स्पष्ट है।"
एचटीएस टेप उन प्रमुख तकनीकों में से एक है जो टोकामक जैसे चुंबकीय कारावास संलयन रिएक्टरों को सक्षम बनाती है। पिछली तकनीकों की तुलना में टोकामक डिज़ाइन सरल, अधिक कॉम्पैक्ट और संचालित करने में कम महंगे हैं। एचटीएस टेप दसियों केल्विन रेंज के तापमान पर काम कर सकते हैं, जिससे अस्थिर तरल हीलियम तकनीक पर आधारित महंगी शीतलन प्रणालियों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। उम्मीद की जाती है कि चुंबकीय कारावास संलयन रिएक्टर अंततः 10 प्रतिशत से अधिक के शुद्ध लाभ के साथ गीगावाट कार्बन-मुक्त बिजली उत्पन्न करने में सक्षम होंगे, और इस प्रकार हरित ऊर्जा के लिए वैश्विक संक्रमण में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकते हैं।