Culham Center for Fusion Energy - Culham Centre for Fusion Energy
 Vista aérea do Culham Center for Fusion Energy
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| Estabelecido | 1965 |
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Tipo de laboratório |
Laboratório Nacional de Pesquisa Científica |
Campo de pesquisa |
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| Funcionários | 900 |
| Localização |
Culham , Oxfordshire, Inglaterra 51 ° 39 32 ″ N 1 ° 13 42 ″ W / 51,65889 ° N 1,22833 ° W Coordenadas : 51 ° 39 32 ″ N 1 ° 13 42 ″ W / 51,65889 ° N 1,22833 ° W |
Agência operacional |
Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido |
| Local na rede Internet | www |
| Mapa | |
O Centro Culham para Energia de Fusão ( CCFE ) é o laboratório nacional do Reino Unido para pesquisa de fusão . Ele está localizado no Culham Science Center , perto de Culham , Oxfordshire, e é o local do Joint European Torus (JET), Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST) e do agora fechado Small Tight Aspect Ratio Tokamak (START).
Anteriormente conhecido como UKAEA Culham , o laboratório foi renomeado em outubro de 2009 como parte das mudanças organizacionais em seu corpo-mãe, a Autoridade de Energia Atômica do Reino Unido (UKAEA).
Desde 2016, o diretor é o Professor Ian Chapman , e o centro está empenhado em trabalhar para o design detalhado final do ITER , bem como no trabalho preparatório de apoio ao DEMO .
Em 2014, foi anunciado que o centro abrigaria o novo RACE (Remote Applications in Challenging Environments) .
Culham Science Center
O centro ocupa o local do antigo campo de aviação da Marinha Real RNAS Culham (HMS Hornbill) , que foi transferido para a UKAEA em 1960. A UKAEA continua a operar o local e é o principal locatário.
Além do CCFE, o centro abriga a sede da UKAEA e hospeda muitas organizações comerciais e outras.
É também a casa do clube de futebol da liga de domingo de Upper Thames Valley, JET FC.
História
UKAEA abriu oficialmente o Laboratório Culham em 1965, tendo transferido suas operações de pesquisa de fusão do local de pesquisa Harwell próximo . Culham também fundiu atividades de fusão em Aldermaston e outros locais do Reino Unido para formar um centro nacional de pesquisa de fusão. John Adams , que viria a se tornar Diretor-Geral do CERN , foi nomeado o primeiro Diretor do laboratório.
Culham construiu quase 30 experimentos diferentes em suas primeiras duas décadas, à medida que uma variedade de conceitos de fusão eram testados; entre eles chocar-ondas, máquinas de espelho magnético , stellarators e levitrons. Durante a década de 1970, a pesquisa se concentrou na fusão de confinamento magnético usando o dispositivo tokamak , que surgiu como o projeto mais promissor para um futuro reator de fusão. No final dos anos 1960, os cientistas de Culham já haviam auxiliado no desenvolvimento do tokamak usando técnicas de medição de espalhamento a laser para verificar os resultados altamente promissores alcançados pelo dispositivo T3 russo. Isso levou à adoção do tokamak pela maioria dos estabelecimentos de pesquisa de fusão internacionalmente.
Em 1977, após negociações prolongadas, Culham foi escolhido como local para o tokamak Joint European Torus (JET). A construção começou em 1978 e foi concluída dentro do prazo e do orçamento, com o primeiro plasma em junho de 1983. Desde então, a máquina passou a definir uma série de marcos de fusão, incluindo a primeira demonstração de energia de fusão de deutério-trítio controlada (1991) e a produção de energia de fusão recorde de 16 megawatts (1997). Inicialmente, as instalações do JET eram geridas por uma equipa multinacional como entidade separada em Culham, ao abrigo do acordo de empresa comum JET. No entanto, desde 2000, a UKAEA é responsável pela operação do JET em nome dos seus parceiros europeus de investigação, através de um contrato com a Comissão Europeia .
Na década de 1980, o Laboratório Culham foi fundamental no desenvolvimento do conceito de tokamak esférico - uma versão mais compacta do tokamak em que o plasma é mantido em um campo magnético mais estreito em uma forma de "maçã com núcleo" em vez da configuração toroidal convencional. Acredita-se que isso ofereça vantagens potenciais ao permitir dispositivos de fusão menores e mais eficientes. O experimento START (Small Tight Aspect Ratio Tokamak) em Culham (1991-1998) foi o primeiro tokamak esférico de tamanho real. Seu desempenho impressionante levou à construção de um dispositivo maior, MAST (Mega Amp Spherical Tokamak), que operou entre 2000 e 2013.
Diretores
- 1960-1966: John Adams
- 1966-1981: Bas Pease
- 1981-1990: Mick Lomer
- 1990-1996: Don Sweetman
- 1996–2002: Derek Robinson
- 2002–2003: Frank Briscoe (Diretor Interino)
- 2003–2008: Christopher Llewellyn Smith
- 2008–2016: Steven Cowley
- 2016 – presente: Ian Chapman
Atividades atuais
Programa de fusão do Reino Unido
O CCFE tem um amplo programa de atividades que inclui física de plasma tokamak, desenvolvimento de tecnologia para a usina de fusão de protótipo DEMO, o desenvolvimento de materiais adequados para um ambiente de fusão, atividades de engenharia, o treinamento de estudantes, graduados e aprendizes e alcance público e industrial Atividades.
Também participa num programa europeu coordenado, gerido pelo consórcio de institutos de investigação EUROfusion . O objetivo é fornecer o roteiro de fusão europeu, com o objetivo de alcançar a eletricidade de fusão até 2050.
O CCFE está envolvido em uma série de outras colaborações internacionais, principalmente o tokamak ITER que está sendo construído em Cadarache, na França. Além de contribuir para os preparativos científicos para o ITER com experimentos de física de plasma em Culham, o CCFE está desenvolvendo tecnologia para o projeto - como aplicações de manuseio remoto, sistemas de aquecimento especializados e instrumentação para medições de plasma ('diagnósticos').
Em junho de 2021, foi anunciado que uma nova planta de demonstração de fusão seria construída no CCFE, por um consórcio incluindo a General Fusion com o apoio de Jeff Bezos . Prevê-se que esteja operacional em 2025.
Atualização MAST
O foco do programa de fusão doméstico do Reino Unido é a atualização MAST - um sucessor mais poderoso e bem equipado do Mega Ampere Spherical Tokamak . A construção da atualização do MAST começou em 2013 e o comissionamento começou em 2019.
A atualização do MAST será implementada em três etapas. O financiamento foi acordado com o Conselho de Pesquisa de Engenharia e Ciências Físicas para a atualização do núcleo (Estágio 1a), que começou as operações de plasma em 2020. Duas fases adicionais (Estágio 1b e Estágio 2) seguirão nos anos posteriores, sujeito a financiamento.
A atualização MAST tem três missões principais:
- Faça o caso de uma instalação de teste de componentes de fusão (CTF). Um CTF testaria sistemas de reatores para DEMO , e um tokamak esférico é visto como um projeto ideal para a instalação;
- Acrescente à base de conhecimento do ITER e ajude a resolver os principais problemas da física do plasma para garantir seu sucesso;
- Sistemas de reator de teste. O MAST Upgrade será o primeiro tokamak a testar o inovador Super-X divertor - um sistema de exaustão de alta potência que reduz as cargas de energia das partículas que saem do plasma. Se for bem-sucedido, o Super-X pode ser usado em DEMO e outros dispositivos de fusão futuros.
Joint European Torus (JET)
O CCFE é responsável pela operação e segurança das instalações do JET em nome da EUROfusion. Seus engenheiros também garantem que o dispositivo JET seja mantido e atualizado para atender às demandas do programa de pesquisa. As atualizações são realizadas em grande parte por meio de um sofisticado sistema de manuseio remoto que evita a necessidade de entrada manual. Por exemplo, em 2009-2011, engenheiros de manuseio remoto retiraram o interior do JET para encaixar uma nova parede interna de 4.500 ladrilhos para permitir que os pesquisadores testassem materiais para o próximo tokamak ITER.
Além disso, o CCFE participa no programa científico JET juntamente com outras 28 organizações de investigação da EUROfusion em toda a Europa.
Financiamento
O financiamento para o programa de fusão doméstico do CCFE é fornecido por uma bolsa do Conselho de Pesquisa de Engenharia e Ciências Físicas. O funcionamento do JET é financiado ao abrigo de um contrato bilateral entre a Autoridade de Energia Atómica do Reino Unido e a Comissão Europeia.
Efeito do Brexit
De acordo com uma reportagem da BBC de 29 de novembro de 2016: "Desde a votação para o Brexit , muitos no centro ficaram 'extremamente nervosos' em meio à incerteza sobre o financiamento futuro e a liberdade de movimento. Cinco pesquisadores já retornaram à Europa continental e outros disseram que estar considerando suas posições ".
No entanto, algumas dessas preocupações foram dissipadas em 2019 com a notícia de que o JET continuaria a ser financiado após o Brexit.