Vai Beidzot Pasaulē Ir Pirmā Kodolsintēzes Iekārta?

{h1}

Starptautiskais termiskās kodolieroču eksperimentālais reaktors ir pabeidzis pusi no darba, kas nepieciešams tā plazmas kodolam, sacīja eksperti.

Pasaulē pirmā kodolsintēzes iekārta jau ir pabeigta par 50 procentiem, trešdien (6. decembrī) paziņoja projekta ģenerāldirektors.

Kad tā darbosies, eksperimentālā kodolsintēzes iekārta, saukta par Starptautisko termisko kodolieroču eksperimentālo reaktoru (ITER), cirkulēs plazmā tās kodolā, kas ir 10 reizes karstāka par sauli, un magnētu ieskauj tik auksti kā starpzvaigžņu telpa.

Tās mērķis? Lai sakausētu ūdeņraža atomus un radītu 10 reizes vairāk enerģijas, nekā tajā nonāk līdz 2030. gadiem.

Galu galā ITER ir paredzēts, lai pierādītu, ka kodolsintēzes enerģiju var ražot komerciālā mērogā un tā ir ilgtspējīga, bagātīga, droša un tīra.

"Izmantojot ITER un kodolsintēzes enerģiju, mums ir iespēja nākamajām paaudzēm atstāt spēcīgu un pozitīvu mantojumu, nevis pašreizējo enerģētikas perspektīvu," laikrakstam WordsSideKick.com pastāstīja ITER ģenerāldirektors Bernards Bigots. [10 trakākās vides idejas]

Konceptuālais dizains

Kodolsintēze, tā pati reakcija, kas notiek saules sirdī, apvieno atomu kodolus, veidojot smagākus kodolus. Kodolsintēze ir bijis ilgi meklēts mērķis, jo kodolsintēzes reakcijas rada daudz vairāk enerģijas nekā fosilā kurināmā sadedzināšana. Piemēram, ananāsa lieluma ūdeņraža atomu daudzums nodrošina tikpat daudz enerģijas kā 10 000 tonnu ogļu, teikts ITER projekta paziņojumā..

Atšķirībā no mūsdienu kodolskaldīšanas iekārtām - kuras lielos atomus sadala mazākos - kodolsintēzes iekārta neradīs lielu radioaktīvo atkritumu daudzumu. Atšķirībā no fosilā kurināmā iekārtām, saplūšanas enerģija nerada siltumnīcefekta gāzu oglekļa dioksīdu vai citus piesārņotājus. [Klimata pārmaiņu realitāte: 10 mīti pārņemti]

ITER mērķis ir izmantot supravadošos magnētus, lai sakausētu ūdeņraža atomus un iegūtu milzīgu siltuma daudzumu. Nākamās kodolsintēzes rūpnīcas pēc tam var izmantot šo siltumu, lai darbinātu turbīnas un ražotu elektrību.

Eksperimentālajā reaktorā netiks izmantoti parastie ūdeņraža atomi, kuru kodoli katrs sastāv no viena protona. Tā vietā tas sakausēs deitēriju, kura kodoliem katram ir viens protons un viens neitrons, ar tritiju, kura kodoliem katrā ir viens protons un divi neitroni. Deitēriju viegli iegūst no jūras ūdens, bet tritijs veidosies kodolsintēzes reaktorā. Saskaņā ar ITER, šī kurināmā piedāvājums ir bagātīgs, miljoniem gadu pietiek ar pašreizējo pasaules enerģijas patēriņu.

Atšķirībā no skaldīšanas reaktoriem, kodolsintēze ir ļoti droša: ja kodolsintēzes reakcijas kodolsintēzes iekārtās izjauksies, kodolsintēzes reaktori vienkārši tiks slēgti droši un bez ārējas palīdzības, atzīmēja ITER projekts. Teorētiski kodolsintēzes uzņēmumi vienlaikus izmanto tikai dažus gramus degvielas, tāpēc sabrukšanas negadījuma iespējamība nav iespējama.

Nepieredzēts izaicinājums, liela kavēšanās

Kaut arī kodolsintēzes enerģijai ir daudz potenciālu ieguvumu, to ir izrādījies ārkārtīgi grūti sasniegt uz Zemes. Atomu kodoliem ir nepieciešams milzīgs daudzums siltuma un spiediena, pirms tie saplūst.

Lai pārvarētu šo milzīgo izaicinājumu, ITER mērķis ir sasildīt ūdeņradi līdz aptuveni 270 miljoniem grādu pēc Fārenheita (150 miljoni grādu pēc Celsija), kas ir 10 reizes karstāks nekā saules kodols. Šī pārkarsētā ūdeņraža plazma tiks norobežota un cirkulēs virtula formas reaktorā, ko sauc par tokamaku, un to ieskauj milzu supravadoši magnēti, kas kontrolē elektriski lādētu plazmu. Lai supravadošie magnēti darbotos, tie jāatdzesē līdz mīnus 452 grādiem F (mīnus 269 grādi C), cik auksti kā starpzvaigžņu telpa.

Rūpniecības iekārtas visā pasaulē ražo 10 miljonus reaktora komponentu. Par reaktoru bieži tiek iekasēta maksa par vissarežģītāko inženierijas priekšmetu, kāds jebkad uzbūvēts. Piemēram, magnētiem, kas ir augstāki par 55 pēdām (17 metri), jābūt aprīkotiem ar kļūdu, kas mazāka par 0,04 collas (1 milimetrs).

"Tik daudzas no iesaistītajām tehnoloģijām patiešām ir līderi," sacīja Bigots. "Mēs virzām robežas daudzās jomās - kriogēnā, elektromagnētiskā, pat milzu instrumentu ierīču izmantošanā. Piemēram, 10 000 tonnu supravadoša magnēta materiāla atdzesēšana līdz mīnus 269 grādiem ir vēl nepieredzēta mēroga."

35 valstu zinātniskā partnerība būvē ITER Francijas dienvidos. Visi locekļi dalās ITER tehnoloģijās, un viņiem tiek piešķirta vienlīdzīga pieeja intelektuālajam īpašumam un jauninājumiem, kas rodas no pūlēm.

Ideja par zinātnisko partnerību, lai izveidotu kodolsintēzes rūpnīcu, vispirms tika iecerēta 1985. gada Ženēvas samitā starp Ronaldu Reiganu un Mihailu Gorbačovu. ITER projekts nopietni sākās 2007. gadā, un sākotnēji to bija paredzēts pabeigt 10 gadu laikā par USD 5,6 miljardiem. Tomēr projekts atpaliek no grafika vairāk nekā desmit gadus, un tā aptuvenās izmaksas ir palielinājušās līdz aptuveni 22 miljardiem USD.

"Kad sākotnējais ITER projekts tika izveidots un dalībnieki par to vienojās, viņu izpratne bija tāda, ka dizains bija gandrīz pilnīgs un gatavs būvniecībai, un tas pat nebija tuvu tam, lai būtu precīzs," sacīja Viljams Madija, Stenfordas universitātes viceprezidents. kurš vadīja neatkarīgu ITER pārskatu 2013. gadā.

Bigots pārņēma satraukto projektu 2015. gadā. "Tas noteikti gūst labāku progresu," WordsSideKick.com stāstīja Madia, bijušais Oak Ridge un Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālo laboratoriju direktors. "Es esmu liels Bernarda Bigota atbalstītājs un līdzjutējs - es domāju, ka viņš ir paveicis labu darbu. Pēc diviem vai varbūt vēl trim gadiem, ja viņš turpinās gūt panākumus, mēs varam redzēt reālas izmaiņas attieksmē pret ITER."

Cirkulējošā plazma

ITER tagad ir pusceļā uz sākotnējo mērķi - plazmas cirkulāciju.

"Tas noteikti ir liels pagrieziena punkts mums," sacīja Bigots.

Bigots sacīja, ka ITER saglabā grafiku pirmajai plazmai 2025. gadā. "Kad mēs šo grafiku uzstādījām 2015. gada novembrī, mums bija daudz skeptiķu," sacīja Bigots. "Šim grafikam nav“ mainīga apjoma ”vai neparedzētu gadījumu, kas nozīmē, ka tas ir labākais tehniski sasniedzams grafiks. Tas nozīmē, ka mēs pastāvīgi strādājam, lai paredzētu un mazinātu riskus, kas varētu izraisīt papildu kavēšanos vai izmaksas. Tas nav viegli. Bet pēdējos divos gados, mēs esam sasnieguši katru pavērsiena punktu, un mēs turpinām ceļu. Esam arī daudz iemācījušies strādāt komandā. Tas dod mums pārliecību, kad mēs saskaramies ar atlikušajiem 50 procentiem. "

Galīgais mērķis, protams, nav tikai cirkulējošā plazma, bet arī deitērija un tritija sakausēšana, lai izveidotu “dedzinošu” plazmu, kas rada ievērojami vairāk enerģijas, nekā nonāk tajā. ITER tokamakam vajadzētu radīt 500 megavatu jaudu, savukārt komerciālās kodolsintēzes iekārtās būtu izvietoti lielāki reaktori, lai ģenerētu 10 līdz 15 reizes lielāku jaudu. Saskaņā ar paziņojumu 2000 tūkstošu megavatu kodolsintēzes iekārta piegādās 2 miljonus māju ar elektrību.. [Viktorīna: Elektroenerģijas zinātne]

"Optimistiski runājot, viņi 2030. gados iegūs degošu plazmu," sacīja Madija.

Ja projekts izrādīsies veiksmīgs, ITER zinātnieki prognozē, ka kodolsintēzes iekārtas varētu sākt parādīties tiešsaistē jau 2040. gadā ar 2 gigavatu jaudu kodolsintēzes iekārtu, kas būvēta vismaz 60 gadus vai ilgāk, teikts paziņojumā. Kodolsintēzes kodolelektrostacijas celtniecības kapitāla izmaksām vajadzētu būt līdzīgām pašreizējo kodolskaldīšanas staciju izmaksām - apmēram USD 5 miljardi par gigavatu. Tajā pašā laikā kodolsintēzes rūpnīcās tiek izmantots tikai deitērijs un tritijs, tādējādi izvairoties no "urāna ieguves un bagātināšanas izmaksām vai radioaktīvo atkritumu kopšanas un apglabāšanas izmaksām", sacīja Bigots.

Kaut arī kodolsintēzes stacijas celtniecība maksā vairāk nekā fosilā kurināmā rūpnīcas celtniecība, "fosilā kurināmā izmaksas ir ļoti augstas, un kodolsintēzes kurināmā izmaksas ir niecīgas, tāpēc spēkstacijas darbības laikā mēs sagaidām, ka tā vidēji izies," sacīja Bigots.

Tajā pašā laikā fosilā kurināmā izmaksas ir ne tikai finansiālas. "Fosilā kurināmā milzīgās izmaksas ietekmē vidi, neatkarīgi no tā, vai tā rodas ieguves, piesārņojuma vai siltumnīcefekta gāzu izdalīšanās dēļ," sacīja Bigots. "Kodolsintēze ir bez oglekļa."

Oriģināls raksts par WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




Pētniecība


Kādas Tehnoloģijas Ir Atvieglojušas Meklēšanu Un Glābšanu?
Kādas Tehnoloģijas Ir Atvieglojušas Meklēšanu Un Glābšanu?

Kā Darbojas Kodolizbrukums
Kā Darbojas Kodolizbrukums

Zinātne Ziņas


Fotoattēlos: Boneyard Of Iron Age Warriors
Fotoattēlos: Boneyard Of Iron Age Warriors

Laukainie Laikapstākļi: Kāpēc Talahasī Ieguva 1. Izmērāmu Sniegu Gadu Desmitos
Laukainie Laikapstākļi: Kāpēc Talahasī Ieguva 1. Izmērāmu Sniegu Gadu Desmitos

Radioaktīvais Lietus Visā Asv Ir Dabisks
Radioaktīvais Lietus Visā Asv Ir Dabisks

Viktoriešiem Bija Sava Netflix Versija: 'Magic Lanterns'
Viktoriešiem Bija Sava Netflix Versija: 'Magic Lanterns'

Fakti Par Impalas
Fakti Par Impalas


LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com