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Design Framework for Single-step Additive Manufacturing of Liquid Metal-based Plasma-facing Surfaces for Fusion Reactors

Projektbeschreibung

Mit Fusionsenergie die Energielandschaft umgestalten

Energie ist in Europa zu einem drängenden Problem geworden, wodurch eine politische und wirtschaftliche Krise ausgelöst wurde. Da die fossilen Brennstoffe dahinschwinden, wird die Suche nach umweltfreundlichen Alternativen immer wichtiger. Die Kernfusion bietet sich als mögliche Lösung an, da sie eine praktisch unbegrenzte und umweltfreundliche Energiequelle darstellt. Jedoch stehen ihrer Nutzung technische Hindernisse im Weg. Die erste Wand eines Fusionsreaktors ist starker Hitze und Erosion ausgesetzt, dazu werden Teilchen aus ihr herausgelöst (Zerstäubung bzw. Sputtering). Das Ziel des im Rahmen der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts ALPS besteht in einer Revolutionierung der Energielandschaft. Das ehrgeizige Vorhaben umfasst die additive Präzisionsfertigung von Wolfram, Wolfram-Kupfer-Multimaterialien, ein hochleistungsfähiges poröses Wolfram-Kapillarsystem und strenge Prüfungen von Flüssigmetallwänden unter Fusionsbedingungen. ALPS verkörpert eine risikoreiche und lohnende Initiative, die Fachwissen in den Bereichen additive Präzisionsfertigung und Flüssigmetallwandkonstruktion und -prüfung vereint.

Ziel

Energy is now the topic of a full-blown political and economic crisis in Europe. Nuclear fusion is a promising option to replace fossil fuels as a limitless, safe, and CO2-free source of energy. However, some challenging engineering issues must be addressed before fusion can supply electricity to the grid. The fusion reactor's first wall is subject to severe heat flux, erosion, and sputtering. Therefore, new materials must be developed. A liquid metal wall has been introduced as a viable solution to address all issues associated with the first wall of a fusion reactor. The ALPS project aims to deliver an innovative multi-objective design framework based on Additive Manufacturing (AM) of tungsten to address the main challenges associated with Liquid Metal walls and produce a state-of-the-art plasma-facing material for future fusion reactors. The Alps project will reach its goals by (1) introducing design guidelines for precision AM of tungsten, (2) AM of tungsten-copper multi-materials, (3) AM of a high-performance tungsten capillary porous system and (4) assessment of the produced liquid metal walls in fusion conditions. Since this is a highly interdisciplinary research topic, the ALPS project will connect two competencies existing at the applicant and TU/e, precision AM and the design and testing of liquid metal walls, through a European postdoctoral fellowship, to present a new concept of using AM in fusion research. The nature of this project is high-risk/high-gain. However, the existing competencies at the applicant, host, and associated partner (DIFFER) make the ambitious goals achievable. Contribution to fusion research as one of the promising sources of future energy is a strong motivation in the applicant to implement this research and push the state of the art in materials for fusion energy. Through this fellowship, the applicant will acquire new knowledge, skills, and competencies in top-ranked institutes to develop his career.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.

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Koordinator

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN
Netto-EU-Beitrag
€ 203 464,32
Adresse
GROENE LOPER 3
5612 AE Eindhoven
Niederlande

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Region
Zuid-Nederland Noord-Brabant Zuidoost-Noord-Brabant
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
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Gesamtkosten
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