211service.com
Reaktor jądrowy ma na celu samopodtrzymującą się fuzję
Za kilka lat eksperymentalny reaktor syntezy jądrowej pod Moskwą może być pierwszym, który zaowocuje samopodtrzymującą się reakcją syntezy jądrowej. Jeśli włosko-rosyjski projekt zakończy się sukcesem, byłby to kamień milowy dla energetyki termojądrowej.
Moc syntezy: Część komory plazmowej z wcześniejszego prototypu planowanego reaktora termojądrowego.
Proponowany reaktor oparty jest na projekcie opracowanym przez Bruno Coppi , profesor fizyki na MIT i główny badacz projektu reaktora we włoskiej Narodowej Agencji ds. Nowych Technologii, Energii i Środowiska. W MIT zbudowano już trzy podobne reaktory oparte na tej samej konstrukcji. Fizycy włoscy i rosyjscy planują spotkać się 24 maja, aby wytyczyć kurs dla nowego reaktora, zwanego Zapalnik , na pierwszym takim spotkaniu od czasu, gdy oba kraje zgodziły się w kwietniu połączyć siły w projekcie.
Ignitor to reaktor tokamakowy, urządzenie w kształcie pączka, które wykorzystuje silne pola magnetyczne do wytwarzania fuzji poprzez ściskanie przegrzanej plazmy izotopów wodoru. Gdy prąd elektryczny i fale radiowe o wysokiej częstotliwości przechodzą przez plazmę, podgrzewając ją do ekstremalnych temperatur, otaczające pole elektromagnetyczne ogranicza plazmę pod wysokim ciśnieniem. Połączone ciśnienie i ciepło powodują, że jądra wodoru łączą się, tworząc hel w procesie, który uwalnia ogromne ilości ciepła. We w pełni funkcjonalnym reaktorze termojądrowym ciepło to byłoby wykorzystywane do zasilania turbiny wytwarzającej energię elektryczną.
Znacznie większy, znacznie bardziej złożony reaktor termojądrowy tokamaka – Międzynarodowy eksperymentalny reaktor termojądrowy (ITER) – planowana jest budowa w Saint-Paul-lez-Durance we Francji. ITER, który zostanie ukończony w 2019 r. i gotowy do testów na pełną skalę w 2026 r., będzie bliższy działającemu generatorowi termojądrowemu, ale nie wywoła samopodtrzymującej się reakcji termojądrowej. Ignitor będzie szósty wielkości ITER i przetestuje warunki potrzebne do wytworzenia samopodtrzymującej się reakcji.
Ignitor pozwoli nam rzucić okiem na to, jak zachowuje się płonąca plazma, co może poinformować o tym, jak postępujemy z ITER i innymi reaktorami, mówi Roscoe biały , wybitny pracownik naukowy w Princeton Plasma Physics Laboratory.
Ale Ignitor przetestuje tylko jeden kluczowy aspekt fuzji. Dostarczy nam ważnych informacji, ale nie dostarczy nam wszystkich potrzebnych nam informacji i na pewno nie zastąpi ITERa, Steven Cowley , dyrektor Culham Center for Fusion Energy w Oxfordshire, Wielka Brytania. To demonstracja, że można stworzyć zapłon, ale tak naprawdę nie jest to droga do reaktora.
W przeciwieństwie do ITER, Ignitor nie zawiera wielu elementów, których wymagałby prawdziwy reaktor. Na przykład jedną z kluczowych brakujących części jest koc hodowlany, który zawiera lit i znajduje się wewnątrz cewek magnetycznych reaktora, zapewniając ciągłe dostarczanie trytu – jednego z dwóch izotopów skondensowanych w reakcji. Konstrukcja zapłonnika jest tak kompaktowa, że wewnątrz jego cewek nie ma miejsca na koc testowy.
Kolejnym ograniczeniem Ignitora jest fakt, że jego silne pole elektromagnetyczne powoduje znaczne zmniejszenie przewodności większości materiałów nadprzewodzących. Aby obejść ten problem, Ignitor opiera się głównie na konwencjonalnych cewkach miedzianych do tworzenia pola magnetycznego. Ale te cewki mogą działać tylko przez krótkie impulsy, zanim się przegrzeją. W rezultacie Ignitor może podtrzymywać zapłon tylko przez cztery sekundy. ITER, który opiera się na cewkach nadprzewodzących, a także pobiera znacznie większą objętość plazmy, został zaprojektowany tak, aby utrzymać szczytową moc wyjściową przez 400 sekund.