Magnum-PSI

Infrastructuur en gebruikersdiensten 

In Magnum-PSI produceert een plasmabron op basis van een in opeenvolgende stadia opgebouwde boog een dicht plasma van relatief lage temperatuur dat door een supergeleidende magneet naar het doel wordt geleid. Deze lineaire plasmagenerator is het enige laboratoriumexperiment ter wereld dat in staat is om de extreme omstandigheden nabij de wand van de ITER-reactor en toekomstige fusiereactoren te produceren. Er wordt een veelheid aan diagnostiek gebruikt om het plasma en het wandmateriaal tijdens en na blootstelling te analyseren. De infrastructuur bestaat verder uit: 

• Upgraded Pilot-PSI (UPP), een lineaire plasmagenerator die wordt gebruikt voor ionenstraalanalyse van materialen tijdens fusiegerelateerde plasmablootstellingen. Het apparaat maakt analyse mogelijk van de bovenste paar micrometers van een materiaal tijdens plasmablootstelling en is de eerste faciliteit in zijn soort die op deze manier dynamische processen tijdens plasma met een hoge deeltjesflux kan bestuderen. 
• Een Ion Beam Facility (IBF) met een 2,7 MV Singletron-ionenversneller voor gedetailleerd onderzoek van de oppervlaktemorfologie na plasmablootstelling. De IBF heeft bundellijnen naar Magnum-PSI, UPP, een zelfstandig ionenstraalanalysestation en DIFFER's Irradiation-Corrosion Experiment (DICE). De IBF biedt verschillende ionenstraalanalysetechnieken, zoals RBS, ERD, NRA, PIXE en PIGE. 
• Het Liquid Metal Shield Laboratory (LiMeS-Lab) is een laboratoriumfaciliteit die wordt gebruikt om het gebruik van vloeibare metalen in de wanden van fusiereactoren te testen, wat zou leiden tot een veerkrachtigere, zelfherstellende wand. Het laboratorium bestaat uit een 3D-printer voor het printen van een sponsachtige wolfraamwand die het vloeibare metaal kan bevatten, en een plasma-opstelling om prototypes te testen. LiMeS-Lab is momenteel in aanbouw.

Voorbeelden/beschrijving van het type onderzoek 

De Magnum-PSI-faciliteit wordt gebruikt voor de ontwikkeling en het testen van materialen die geschikt zijn voor fusie- en kernsplijtingsenergietoepassingen, inclusief het omgaan met de extreme omstandigheden van het plasma en de warmteflux. De faciliteit heeft de unieke capaciteit om materialen te testen onder omstandigheden die relevant zijn voor fusie-energietoepassingen, inclusief levensduurtests in een praktische tijdsduur. Het is ook uitgerust met een breed scala aan gespecialiseerde diagnostiek die onderzoek naar plasma-eigenschappen mogelijk maakt. DICE maakt het mogelijk om constructiemateriaal voor gesmolten zoutreactoren (MSR) te testen onder gelijktijdige ionenbestraling en zoutcorrosie. UPP maakt onderzoek naar dynamische processen mogelijk en kan ook worden gebruikt om de synergetische effecten te simuleren van gecombineerde plasma- en neutronenbelasting die in fusiereactoren zouden plaatsvinden. 

Op het gebied van ontwikkeling implementeert het instituut een strategie om nieuwe materialen te onderzoeken die vloeibare metaaloplossingen mogelijk maken, waardoor routinematige werking onder nog extremere omstandigheden mogelijk zou kunnen worden. De keuze voor deze faciliteiten sluit goed aan bij de behoeften van de gemeenschap, met faciliteiten die door een instituut van deze omvang kunnen worden geëxploiteerd. 

Toegang tot de infrastructuur 

Om toegang te krijgen tot Magnum-PSI moet een onderzoeksvoorstel worden ingediend via het formulier op de DIFFER-website of via rechtstreeks contact met de wetenschappelijke programmacommissie. Een wetenschappelijke programmacommissie beoordeelt en selecteert de ingediende voorstellen eens in de twee weken.  

De aanvrager wordt op de hoogte gebracht van de uitkomst, inclusief een motivering en/of een suggestie om het voorstel indien nodig aan te passen. Succesvolle voorstellen worden vervolgens samen verder uitgewerkt en voorgelegd aan de operationele en wetenschappelijke teams voor aanvullende feedback.