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Kernfusion: Ansys unterstützt ITER Organisation

ist so ein Ding, das seit vielen Jahren als Lösung aller Energieprobleme propagiert wird. Allerdings ist die Aufgabe so einfach beschrieben wie schwierig umzusetzen: Plasma muss in einem Vakuum auf 150 Mio. Grad Celsius aufgeheizt werden. Die ITER Organization arbeitet seit vielen Jahren an der Umsetzung und nun gemeinsam mit Ansys an der Optimierung des Entwurfs und der Leistung der elektromagnetischen (EM) Strukturen des .

Die Organisation entwickelt die bisher größte Kernfusionsanlage, um kostengünstig saubere Nettoenergie zu liefern und die Fusion über einen langen Zeitraum aufrechtzuerhalten. Im Rahmen einer neuen mehrjährigen Vereinbarung wird mit den Ingenieuren von ITER kooperieren, um das Risikomanagement des Projekts zu verbessern, die Systementwicklung zu optimieren und kritische Sicherheitsanforderungen zu erfüllen.

Fusionsenergie hat das Potenzial, eine ideale Energiequelle zu sein, da sie wenig bis keine Emissionen oder langlebigen radioaktiven Abfall erzeugt und gleichzeitig rund um die Uhr Strom produziert. Die Erzeugung einer sich selbst erhaltenden Fusionsreaktion erfordert jedoch, dass ionisiertes Plasma aus Wasserstoffisotopen auf etwa 150 Millionen °C erhitzt wird. Um diese extreme Temperatur aufrechtzuerhalten und gleichzeitig das Plasma einzuschließen, verwendet der ITER-Tokamak eine Reihe von massiven supraleitenden Magneten, die im Grunde einen unsichtbaren magnetischen Käfig innerhalb des metallenen Vakuumgefäßes des Tokamaks bilden. Die ITER-Ingenieure nutzen die Simulationslösungen von Ansys, um EM-Strukturen ökonomisch zu entwerfen.

Von der Bestätigung des Systemdesigns und der Leistung bis hin zur virtuellen Eliminierung des Bedarfs an physischen Prototypen spielt Ansys Fluent eine wesentliche Rolle bei der Validierung des extrem anspruchsvollen Kühlsystems und der Erstellung einer Reihe von Dokumenten, die die ITER-Ingenieure verwenden werden, um sicherzustellen, dass das Systemdesign robust ist und den strengen Projekt- und Industriesicherheitsstandards entspricht. Darüber hinaus unterstützt Ansys Mechanical die Ingenieure, die für die strukturellen Stützen im Fundament des ITER verantwortlich sind.

„Ansys-Simulationslösungen werden unserem Team weiter dabei helfen, die geforderten Sicherheits- und Genauigkeitsstandards für diese einmalige Initiative zu erfüllen“, so Bernard Bigot, Director-General der ITER Organization. „Damit ITER die Wasserstofffusion im industriellen Maßstab realisieren kann, ist ein noch nie dagewesenes Maß an technischer Präzision erforderlich. Daher ist es unglaublich wichtig, dass unsere Simulationssoftware äußerst zuverlässig und effizient ist. Ansys liefert uns diese Leistung seit vielen Jahren konsequent und ermöglicht unserem Team, Grenzen sicher zu überschreiten, groß zu träumen und den größten Fusionsreaktor der Welt zu konstruieren.“

„Um die Sonne und die Sterne mit Energie zu versorgen, verschmelzen leichte Atome unter großem Druck und bei hoher Temperatur. Die Replikation dieses Prozesses auf der Erde mit ITER wird dazu beitragen, den Energiebedarf der Welt zu decken. Allerdings müssen die Ingenieure extrem schwierige Design-Herausforderungen bewältigen“, so Prith Banerjee, Chief Technology Officer bei Ansys. „Mithilfe von Ansys-Simulationen bauen die Ingenieure von ITER in kürzester Zeit einen strukturell soliden Fusionskraftreaktor, reduzieren den Materialanteil der EM-Strukturen drastisch und senken die Entwicklungskosten der Anlage erheblich. Damit treiben sie die Bereitstellung sauberer, nachhaltiger Energie für unseren Planeten voran.“ 

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