لیپ لیزر کے ساتھ ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹنگ ٹیپ مینوفیکچرنگ میں خلل ڈالنے کے لیے مربوط دستخطوں کی شراکت

حال ہی میں، امریکی فوٹوونکس دیومربوطاور جاپان کے فیراڈے 1867 ہولڈنگز نے اس کی تیاری کو بڑھانے کے مقصد کے ساتھ ارادے کے خط (LOI) پر دستخط کیےاعلی درجہ حرارت سپر کنڈکٹنگ(HTS) ٹیپس فیوژن ری ایکٹرز کی بڑے پیمانے پر تعیناتی میں وسیع پیمانے پر استعمال کے ساتھ ساتھ سبز توانائی کی منتقلی کو چلانے میں مدد کرنے کے لیے۔ اس تعاون میں Coherent کے excimer lasers وسیع تر ایپلی کیشنز کا وعدہ کرتا ہے۔

پچھلی دہائی میں، کاربن سے پاک توانائی کے تیزی سے تیار ہونے والے امکانات نے ٹوکامک ڈیوائسز میں ترقی کی ہے، جبکہ اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹنگ مقناطیسی ٹیپس کی مانگ میں بھی اضافہ کیا ہے۔ ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹنگ میگنیٹک ٹیپس، انتہائی مضبوط الیکٹرو میگنیٹس کی فیبریکیشن میں ایک کلیدی ٹیکنالوجی، ان کا بنیادی اطلاق مقناطیسی قید فیوژن ری ایکٹرز میں ہوتا ہے تاکہ پلازما کو محدود اور کنٹرول کیا جا سکے۔ خاص طور پر، Faraday Factory Japan LLC، Faraday 1867 Holdings کا جاپانی ذیلی ادارہ، ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹنگ (HTS) میگنیٹک ٹیپس بنانے والی دنیا کے معروف صنعت کار کے طور پر ابھرا ہے۔

Coherent's LEAP excimer لیزر، ایک صنعتی معیاری پلسڈ لیزر ڈپوزیشن پروڈکٹ، نے اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹنگ ٹیپس کی تیاری کے عمل کو بڑا فروغ دیا ہے۔

ایک برطانوی فیوژن اسٹارٹ اپ ٹوکامک انرجی کے مطابق مقناطیسی فیلڈز ٹوکامک ڈیوائس میں چارج شدہ پلازما کو محدود اور کنٹرول کرنے کا کام کرتی ہیں۔ یہ مضبوط مقناطیسی میدان پلازما کو 100 ملین ڈگری سیلسیس سے زیادہ درجہ حرارت تک گرم کرنے کی اجازت دیتے ہیں - تجارتی طور پر قابل عمل توانائی کا ذریعہ بننے کے لیے فیوژن کے لیے درکار حد۔ اس کے بعد، کروی ٹوکامک میں طاقتور میگنےٹ زیادہ کمپیکٹ قید کی اجازت دیتے ہیں، جس سے پلازما کی کثافت اور طاقت میں اضافہ ہوتا ہے جبکہ مائع ہیلیم کولنگ کی مہنگی ضرورت سے گریز ہوتا ہے۔

پلازما کے ارد گرد برقی مقناطیسی کنڈلیوں کی ایک صف کے ارد گرد تیز دھارے سے گزر کر طاقتور مقناطیسی میدان پیدا کیے جا سکتے ہیں۔ میگنےٹ اس سے زخم ہیں جسے Tokamak Energy "بریک تھرو" اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹنگ مقناطیسی ٹیپ کہتے ہیں۔

فنکشنل کوٹنگز کو ہینڈل کرنا

Faraday Factory Japan LLC، Faraday 1867 Holdings کا ذیلی ادارہ، 2012 سے ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹنگ ٹیپس تیار کر رہا ہے۔ ارادے کا مذکورہ بالا خط HTS ٹیپس کی عالمی مانگ کو پورا کرنے کے لیے جاپانی فیکٹری کی حکمت عملی کا حوالہ دیتا ہے، اور Coherent کا کہنا ہے کہ اس طرح کی مانگ توقع ہے کہ ٹیپس اب اور 2027 کے درمیان دس گنا بڑھ جائیں گی۔

جاپانی کمپنی آئن بیم اسسٹڈ ڈیپوزیشن (IBAD)، پلسڈ لیزر ڈپوزیشن (PLD)، سلور میگنیٹران سپٹرنگ، اور کاپر الیکٹرو کیمیکل پلیٹنگ کا استعمال کرتی ہے، جس کے لیے اس طرح کے ٹیپ بنانے کے لیے کئی مینوفیکچرنگ اقدامات کی ضرورت ہوتی ہے۔ ان میں سے، excimer-based pulsed laser deposition (PLD) واحد ثابت شدہ ماس پروڈکشن کا طریقہ ہے جو ملٹی لیئر HTS ٹیپس کے لیے درکار خصوصیات کے ساتھ نایاب ارتھ بیریم کاپر آکسائیڈ (REBCO) فلمیں بناتا ہے۔

پلسڈ لیزر ڈیپوزیشن (PLD) اعلیٰ معیار کی فنکشنل کوٹنگز تیار کرنے کے لیے ایک طاقتور ٹول ہے،" فیراڈے پلانٹ اپنی ویب سائٹ پر بیان کرتا ہے۔ جمع کرنے کا عمل لیزر بیم کے ایک پلمم سے پیدا ہوتا ہے جو دھات کی پٹی پر ایک ہدف کو نشانہ بناتا ہے جس میں بفر پرت بلند ہوتی ہے۔ درجہ حرارت۔ ایچ ٹی ایس مرکبات پیچیدہ آکسائیڈ مواد ہیں، اور پی ایل ڈی طریقہ سختی سے کنٹرول شدہ ساخت، موٹائی اور مائیکرو اسٹرکچر کے ساتھ اعلی درجہ حرارت کی سپر کنڈکٹنگ تہوں کو پیدا کرنے میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔"

Coherent کے ساتھ دستخط شدہ ارادے کے خط میں کہا جاتا ہے کہ کمپنی کے "LEAP" لیزر کا استعمال کرتے ہوئے اعلی درجہ حرارت والے سپر کنڈکٹر فیبریکیشن کی صلاحیتوں کو بڑھانے کی حکمت عملی کا خاکہ پیش کیا گیا ہے۔

Coherent کے LEAP excimer lasers HTS ٹیپس کی تیاری میں استعمال کے لیے قابل پروگرام منطقی آلات کے لیے صنعتی معیار ہیں،" Coherent نے کہا۔ "LEAP lasers Argon Fluoride (ArF)، Krypton Fluoride (KrF)، اور Xenon Chloride (XeCl) کے ذرائع پر مبنی ہیں۔ بالترتیب 193 nm، 248 nm، اور 308 nm پر، اور 300W تک آؤٹ پٹ پاور فراہم کرتا ہے۔ وہ پہلے سے ہی صنعتی ایپلی کیشنز کی ایک رینج میں استعمال میں ہیں، جیسے نامیاتی ایل ای ڈی اور مائیکرو ایل ای ڈی ڈسپلے کی تیاری کے لیے لیزر لفٹرز۔

فیوژن سے پرے

Coherent's Excimer Laser Business Unit کے سینئر نائب صدر Kai Schmidt نے کہا، "ہم جانتے ہیں کہ فیوژن توانائی کی دوڑ میں شامل ممالک ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹنگ ٹیپس کی سپلائی چین کو تیز کرنے کے لیے سخت محنت کر رہے ہیں، جو ہر سال ہزاروں کلومیٹر کی رفتار سے بڑھ رہی ہے۔ تاکہ فیوژن ٹیکنالوجی کو تیز رفتاری سے آگے بڑھایا جا سکے۔"

اپنے حصے کے لیے، فیراڈے کی جاپان سہولت کے نمائندہ ڈائریکٹر، سرجی لی نے مزید کہا: "ہم فیراڈے 1867 کے ساتھ ایک دہائی سے زیادہ عرصے سے کام کر رہے ہیں، اور ہمارے لیزر ایچ ٹی ایس ٹیپ کی تیاری کے ریمپ اپ مرحلے میں اہم کردار ادا کرنے کے خواہشمند ہیں۔ . HTS ٹیپس کے اطلاق کے علاقے فیوژن ری ایکٹرز تک محدود نہیں ہیں- -ان میں بے نقصان توانائی کی منتقلی، صفر کاربن ہوا بازی اور کنٹینر جہاز، ہیلیم سے پاک NMR سسٹم، جدید خلائی جہاز پروپلشن سسٹم، اور بہت کچھ شامل ہے۔ یہ ایپلی کیشنز ڈرائیونگ کر رہی ہیں۔ HTS ٹیپ مارکیٹ میں دوہرے ہندسے کی سالانہ ترقی، لہذا HTS ٹیپ مینوفیکچرنگ کی صلاحیتوں میں سرمایہ کاری کی اشد ضرورت واضح ہے۔"

ایچ ٹی ایس ٹیپ ٹوکامکس جیسے مقناطیسی قید فیوژن ری ایکٹرز کو سمجھنے کے لیے کلیدی ٹیکنالوجیز میں سے ایک ہے۔ Tokamak کے ڈیزائن پچھلی ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں آسان، زیادہ کمپیکٹ اور کام کرنے کے لیے سستے ہیں۔ HTS ٹیپس دسیوں کیلون رینج کے درجہ حرارت پر کام کر سکتی ہیں، جس سے غیر پائیدار مائع ہیلیم ٹیکنالوجی پر مبنی مہنگے کولنگ سسٹم کی ضرورت ختم ہو جاتی ہے۔ مقناطیسی قید فیوژن ری ایکٹرز سے توقع کی جاتی ہے کہ وہ 10 فیصد سے زیادہ کے خالص فائدہ کے ساتھ بالآخر گیگا واٹ کاربن سے پاک بجلی پیدا کرنے کے قابل ہوں گے اور اس طرح سبز توانائی کی عالمی منتقلی میں اہم کردار ادا کر سکتے ہیں۔