फ्यूजन डायवर्टर में टंगस्टन क्षरण का त्रिआयामी सिमुलेशन

एक प्रायोगिक संलयन रिएक्टर का डायवर्टर वह घटक है जो प्लाज्मा से अत्यधिक गर्मी निकालने के लिए जिम्मेदार होता है, लेकिन इसमें एब्लेशन नामक त्वरित घिसाव होता है। टंगस्टन, जो अपने उच्च गलनांक के लिए चुनी गई सामग्री है, ऊर्जावान कणों की बमबारी के तहत घिस जाती है। यह घटना न केवल घटक के जीवनकाल को कम करती है, बल्कि यदि छेद हो जाते हैं तो रिएक्टर पोत की अखंडता को भी खतरा पहुँचाती है। इस विनाशकारी विफलता से बचने के लिए, इंजीनियर डायवर्टर की सतह के 3D मैपिंग का सहारा लेते हैं, जिसमें मॉडलिंग और सिमुलेशन उपकरणों का संयोजन किया जाता है जो घिसाव के पैटर्न को देखने और भविष्यवाणी करने में सक्षम बनाते हैं।

SolidWorks और MATLAB के साथ एब्लेशन मैपिंग 🔥

यह प्रक्रिया लेजर स्कैनिंग के माध्यम से डायवर्टर की वास्तविक स्थलाकृति को कैप्चर करने से शुरू होती है। इस डेटा को SolidWorks में आयात किया जाता है ताकि घिसी हुई सतह का एक विस्तृत 3D मॉडल पुनर्निर्मित किया जा सके, जिसमें प्लाज्मा द्वारा उत्पन्न गड्ढों और खांचों की पहचान की जा सके। इसके बाद, MATLAB पॉइंट क्लाउड को प्रोसेस करके ऊंचाई के नक्शे और एब्लेशन वक्र उत्पन्न करता है, जो संचालन के प्रति घंटे माइक्रोन में सामग्री के नुकसान की मात्रा निर्धारित करता है। ये नक्शे उन महत्वपूर्ण क्षेत्रों को प्रकट करते हैं जहाँ कण प्रवाह सबसे तीव्र होता है, जिससे विश्लेषकों को स्थानीय चुंबकीय क्षेत्रों के साथ क्षरण को सहसंबंधित करने की अनुमति मिलती है। थकान मॉडल को फीड करने और यह अनुमान लगाने के लिए मैपिंग की सटीकता महत्वपूर्ण है कि टंगस्टन अपनी सीमा मोटाई तक कब पहुँचेगा।

ANSYS Fluent और टंगस्टन थकान की भविष्यवाणी ⚙️

पहचाने गए एब्लेशन पैटर्न के साथ, डायवर्टर की सतह पर प्लाज्मा प्रवाह का अनुकरण करने के लिए ANSYS Fluent का उपयोग किया जाता है। कम्प्यूटेशनल फ्लूइड डायनेमिक्स (CFD) आवेशित कणों और टंगस्टन के बीच की अंतःक्रिया को मॉडल करता है, जो रिएक्टर के तापमान और घनत्व की स्थितियों को पुन: उत्पन्न करता है। सिमुलेशन के परिणामों को क्षरण के नक्शों के साथ जोड़ा जाता है ताकि चुंबकीय परिरोध के मापदंडों को समायोजित किया जा सके, प्लाज्मा प्रवाह को कम महत्वपूर्ण क्षेत्रों की ओर पुनर्निर्देशित किया जा सके। इस प्रकार, सिमुलेशन न केवल पोत में छेद को रोकता है, बल्कि स्थानीयकृत घिसाव को कम करके रिएक्टर के जीवनकाल को बढ़ाता है, यह दर्शाता है कि सामग्री की थकान भविष्य के संलयन रिएक्टरों के डिजाइन में सीमित कारक है।

सामग्री थकान का 3D सिमुलेशन अत्यधिक तापीय चक्रों और प्लाज्मा क्षरण के सामने संलयन डायवर्टर में टंगस्टन के जीवनकाल की भविष्यवाणी कैसे कर सकता है?

(पी.एस.: सामग्री की थकान आपकी तरह ही है, 10 घंटे के सिमुलेशन के बाद।)