Close-up van een gigantische magneetspoel die een vliegdekschip uit het water kan tillen

De centrale solenoïdespoel in de kern van de ITER-fusiereactor heeft een magnetisch veld dat sterk genoeg is om een ​​vliegdekschip uit het water te tillen en wordt dan ook wel "de sterkste magneet ter wereld" genoemd.

De centrale solenoïde (CS) bestaat uit zes modules en wordt beschouwd als het hart van de ITER-fusiereactor. CS bestaat uit geleidende draadlussen die in een cilindrische vorm zijn gewikkeld en die extreem sterke elektrische stromen uit plasma opwekken.

De centrale solenoïde van ITER is ongeveer 13 tot 18 meter hoog, de voet heeft een diameter van 4,3 meter en weegt tot wel 1.000 ton. De bundels draden binnenin werken onafhankelijk van elkaar en produceren enorme elektromagnetische krachten in verschillende richtingen. Om de spaceshuttle te kunnen lanceren, moet de booster een kracht kunnen weerstaan ​​die twee keer zo groot is als de stuwkracht.

In Zuid-Frankrijk wordt de ITER-fusiereactor gebouwd. De eerste CS-module zal hier in het najaar van 2020 worden afgeleverd. Deze krachtigste magneetspoel ter wereld werd gebouwd door het Amerikaanse defensie- en energiebedrijf General Atomics en werd in 2021 voltooid.

Bekijk de video van Sci Tech Daily over het bouwproces van de ITER-reactor door ingenieurs.

CS speelt een zeer belangrijke rol in het magneetsysteem in de ITER-reactor. De ITER-fusiereactor genereert energie door twee lichte waterstofkernen, deuterium en tritium, samen te voegen tot een zwaardere heliumkern. ITER zal 500 MW aan elektriciteit opwekken, tien keer zoveel als de benodigde energie voor de exploitatie ervan.

Thermonucleaire reacties vinden alleen plaats bij temperaturen van ongeveer 120 miljoen graden Celsius. Dat is vele malen hoger dan de temperatuur in de kern van de zon (ongeveer 15 miljoen graden Celsius). ITER maakt gebruik van een toroïdale magnetische kamer, een zogenaamde Tokamak, om deze extreem hoge temperaturen te genereren.

Om de toroïdale centrale solenoïdemagneet van ITER te maken, was 100.000 kilometer aan supergeleidende draad van niobium-tin (Nb3Sn) nodig met een gewicht van meer dan 400 ton. De draad werd geproduceerd door leveranciers van het ITER-project: China, Europa, Japan, Zuid-Korea, Rusland en de Verenigde Staten. De productie begon in 2009 en stopte in 2014, met een productiesnelheid van ongeveer 150 ton/jaar. De totale lengte van het voor ITER gecreëerde Nb3Sn-filament zou twee keer rond de evenaar van de aarde wikkelen.

Eenmaal voltooid, zal ITER's 100.000 km aan supergeleidende draad, gemaakt van een legering van niobium en tin, bij -269 graden Celsius een magnetisch veld creëren met een kracht van wel 5 Tesla. Dat is 100.000 keer sterker dan het magnetisch veld van de aarde (ongeveer 25 tot 65 microtesla).

De grote cijfers over ITER

150 MILJOEN °C

In ITER zal de temperatuur 150 miljoen °C bereiken, 10 keer de temperatuur in de kern van onze zon van 15 miljoen °C, en 2500 keer de temperatuur aan het oppervlak van de zon van 6000 °C.

23.000 TON

De ITER-machine zal 23.000 ton wegen, drie keer het gewicht van de Eiffeltoren. Deze complexe machine bestaat uit ongeveer een miljoen onderdelen.

310 TON

Elke 18 toroïdale (D-vormige) veldspoelen van de ITER-tokamak is 17 meter hoog, 9 meter breed en weegt 310 ton, ongeveer het gewicht van een volledig beladen Boeing 747-300.

104 km

Een speciaal 104 km lang traject, de ITER-route, moest worden aangepast om de zwaarste onderdelen van de ITER-machine te kunnen vervoeren.

Het zwaarste onderdeel van ITER zal, inclusief het transportvoertuig, bijna 900 ton wegen. Het hoogste onderdeel zal ongeveer vier verdiepingen hoog zijn, waarvan sommige 33 meter lang en andere 9 meter breed zullen zijn.

• Ingenieurs creëren 's werelds eerste 'onbreekbare' materiaal