Micrometerballet bij 100 miljoen °C: stapmotoren dragen het hart van kunstmatige zon

Micron-niveau bewakers van de kunstmatige zon
In een experimentele hal van 10 meter diep op Hefei Science Island passen acht stappenmotoren wolfraam-koperen doelplaten aan met een precisie van 0,012 mm. Terwijl plasma in de EAST-tokamak de 100 miljoen °C overschrijdt, weerstaan deze motor-aangedreven divertors een warmteflux van 6 MW/m²—gelijk aan het verhitten van een neuskegel van een spaceshuttle tot gloeien—terwijl ze een positioneringsnauwkeurigheid van 0,03 mm behouden.

De overlevingsdrempel van de divertor
In fusie-experimenten bepaalt de afstand van de divertor-doel tot het plasma de integriteit van het apparaat. Gegevens uit 2023 onthullen:

• Positioneringsfouten >0,1 mm verhogen de warmteflux tot 8,7 MW/m²

• Overbelastingen van 5 seconden smelten ¥30 miljoen wolfraam-koperen modules
  IPCAS-berekeningen tonen aan: 0,01° afwijking in hoek verslechtert de warmteverdeling met 47%.

Precisiecontrole onder drievoudige extremen

1. Stralingsbestendige materialen
   Aandrijfsystemen bevatten:

   • Yttria-gestabiliseerde zirconia-isolatoren (bestand tegen 10⁹ Gy γ-stralen)

   • Berylliumbronzen spindels (<0,001% neutronenzwelling)

   • Met diamant gecoate lagers (μ=0,08 bij 10⁻⁶ Pa vacuüm)

2. Milliseconde thermische respons
   Tijdens waarschuwingen voor plasmastoringen:

   • Temperatuursensoren meten elke 10 ms

   • Stappenmotoren trekken doelen terug met 500 stappen/sec

   • Faseveranderingsmaterialen absorberen thermische schokken van 3,2 MJ/m³
     Tijdens een ruptuur in juli 2024 daalde de piektemperatuur van 3271°C naar 1895°C.

3. Immuniteit voor magnetisch veld
   Bij 2 Tesla velden:

   • Glasvezelencoders vervangen magnetische sensoren

   • Drievoudig redundante motoren elimineren single-point failure

   • Wervelstroomdempers onderdrukken koppelrimpel (<0,15 N·m)

Met gegevens gemarkeerde mijlpalen
EAST 120.000e ontladingsgegevens

Van lab naar kosmos
Deze technologie maakt het mogelijk:

• ITER's belangrijkste divertor-aandrijvingen (0,025 mm nauwkeurigheid, geleverd door China)

• Chang'e-7 maanbodemsmelters (1600°C controle in vacuüm)

• Mars RTG thermisch beheer (±0,3°C bij -130°C)

Bekroond met de "Outstanding Engineering Award" 2024 op de Fusion Energy Conference. Terwijl EAST opnieuw wordt geactiveerd, beveiligen stappenmotoren ondergedompeld in vloeibaar helium de ultieme energiedageraad van de mensheid door micron-niveau doorzettingsvermogen.