Polacy opracują grafenowe czujniki dla reaktorów termojądrowych
Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki pokieruje międzynarodowym projektem THOR. Naukowcy opracują trójwymiarową głowicę z grafenowymi czujnikami pola magnetycznego, przeznaczoną do pracy w reaktorach termojądrowych.
1 października 2026 roku rozpoczął się projekt THOR (Three-Dimensional Sensor Head for Magnetic Diagnostics in Thermonuclear Reactors). Celem jest opracowanie i przetestowanie prototypu głowicy pomiarowej, która umożliwi precyzyjne monitorowanie pola magnetycznego w reaktorach wykorzystujących syntezę jądrową.
Pracami kieruje Łukasiewicz – Instytut Mikroelektroniki i Fotoniki (IMiF). W skład konsorcjum wchodzą również COFFEEBMP, Politechnika Poznańska oraz Next Step Fusion. Projekt potrwa trzy lata, do września 2029 roku.
Kontrola pola magnetycznego odgrywa istotną rolę w reaktorach termojądrowych. Pozwala utrzymywać i stabilizować plazmę, w której zachodzi reakcja syntezy jądrowej. Precyzyjne pomiary są więc niezbędne do monitorowania warunków jej przebiegu.
Problem stanowi środowisko pracy aparatury pomiarowej. W reaktorach fuzyjnych urządzenia diagnostyczne muszą sprostać wysokim temperaturom oraz oddziaływaniu promieniowania neutronowego.
Odpowiedzią na te wyzwania mają być grafenowe czujniki pola magnetycznego. W projekcie THOR naukowcy wykorzystają je do budowy trójwymiarowej głowicy sensorowej. Jej zadaniem będzie prowadzenie pomiarów w wymagających warunkach panujących wewnątrz reaktora.
Podstawę rozwiązania stanowią grafenowe czujniki, rozwijane przez zespół Łukasiewicz – IMiF. Wykorzystują one zjawisko Halla, które pozwala określać wartość pola magnetycznego na podstawie napięcia powstającego w materiale przewodzącym prąd.
W ciągu trzech lat konsorcjum zamierza opracować prototyp głowicy, a następnie przeprowadzić jego walidację. Prace mają wykazać, czy zastosowana technologia spełnia wymagania diagnostyki magnetycznej reaktorów termojądrowych.
Za realizację projektu po stronie Łukasiewicz – IMiF odpowiada dr inż. Tymoteusz Ciuk, który kieruje badaniami nad grafenowymi czujnikami Halla.
Całkowita wartość projektu wynosi 736 033 EUR. Dofinansowanie przyznane Łukasiewicz – IMiF sięga blisko 1 mln PLN. Przedsięwzięcie finansuje Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu EUREKA Network Projects.