Powstał tani reaktor fuzyjny

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Fuzja jądrowa może w przyszłości stać się niewyczerpanym źródłem czystej bezpiecznej energii. Jednak jednym z największych problemów stojących na przeszkodzie ku jej wykorzystaniu będzie cena. Jej koszty są znacznie wyższe niż koszty wykorzystania paliw kopalnych.

Naukowcy z University of Washington (UW) zaprojektowali koncepcyjny reaktor fuzyjny, który – po przeskalowaniu go do wielkości dużej elektrowni – będzie mógł konkurować pod względem ekonomicznym z nowoczesną elektrownią węglową.

Dokładne dane na temat reaktora oraz wyliczenie jego kosztów zostaną przedstawione za tydzień podczas Fusion Energy Conference w Sankt Petersburgu. „Obecnie to najbardziej opłacalna ze wszystkich opracowanych koncepcji reaktora fuzyjnego” - mówi profesor Thomas Jarboe z UW.

Prace nad reaktorem rozpoczęły się podczas zajęć, jakie Jarboe prowadził przed dwoma laty. Gdy wykłady się zakończyły Jarboe i doktorant Derek Sutherland, który wcześniej projektował reaktory w ramach pracy na MIT, nadal rozwijali swój pomysł.

Projekt dynomaka, bo tak nazwali swój reaktor, zakłada wykorzystanie pola magnetycznego utrzymującego plazmę w miejscu na tyle długo, by doszło do reakcji termojądrowej. Reaktor pomyślano jako system w dużej mierze samopodtrzymujący się. Ma on bez przerwy podgrzewać plazmę i utrzymywać odpowiednie warunki do rozpoczęcia reakcji. Ciepło z reaktora będzie podgrzewało środek chłodzący, który z kolei ma napędzać turbinę generującą prąd elektryczny. „To bardzo elegancki projekt, gdyż środek za pomocą którego dochodzi do fuzji jest jednocześnie wykorzystywany do pozyskania energii elektrycznej” - wyjaśnia Sutherland.

Istnieje kilka różnych sposobów na wygenerowanie pola magnetycznego. Jego istnienie jest podstawowym warunkiem zajścia fuzji. Projekt z UW zakłada wykorzystanie sferomaka, czyli metody, w której większość pola magnetycznego jest generowane poprzez dostarczanie prądu do plazmy. Taka metoda pozwala na znaczne zmniejszenie rozmiarów reaktora i osiągnięcie sporych oszczędności. Dość wspomnieć, że najbardziej znany z reaktorów fuzyjnych – francuski Iter – jest znacznie większy, gdyż wykorzystuje nadprzewodzące magnesy. Jest przez to niemal 10-krotnie droższy, a może dostarczyć 5-krotnie mniej energii.

Z analiz twórców nowej architektury reaktora wynika, że może on konkurować z elektrowniami węglowymi. Biorąc pod uwagę wszystkie koszty wyliczyli, że wybudowanie opracowanego przez nich reaktora o mocy 1 gigawata kosztowałoby 2,7 miliarda dolarów. Koszty budowy nowoczesnej elektrowni węglowej o tej samej mocy to 2,8 miliarda dolarów.

Naukowcy przetestowali stworzony przez siebie niewielki prototyp pod kątem możliwości utrzymania plazmy. Potrzeba jeszcze wielu lat badań, by zwiększyć rozmiary reaktora, uzyskać plazmę o wyższej temperaturze oraz znaczącą produkcję energii.

« powrót do artykułu

[gucio222 3]

A świstak zwija te sreberka . Następna rewelacja po laserach i Polywell. Prawda jest taka że amerykanie nie chcą inwestować w Iter z względów prestiżowych  bo to nie amerykański pomysł a poza tym nie mają już kasy i wymyślają jakieś chore rozwiązania.

.

[rahl 26]

"Powstał" to trochę za duże słowo, nikt na razie niczego nie zbudował i pewnie długo jeszcze nie zbuduje, papier jest bardzo cierpliwy.

Jako pesymista dodam tylko tyle, że pewnie jak zwykle okaże się, że realne koszty przerosną proponowany budżet 3-5 razy i do tego z powodu jakiegoś małego niedopatrzenia sam projekt okaże się niewykonalny.

[Jarek Duda 138]

Poza tokamakiem, który od 60 lat jest obiecywany że za 20 to już na pewno będzie działał, jest rozwijane rzeczywiście jeszcze kilka koncepcji:

- wspomniany polywell, czyli elektrony pędzące w pułapce typu cube ( http://en.wikipedia.org/wiki/Polywell ),

- dense plasma focus ( http://en.wikipedia.org/wiki/Dense_plasma_focus ) - przyśpieszanie krótkimi impulsami (koncept zapoczątkowany w Świerku: http://web.archive.org/web/20121031093355/http://www.paa.gov.pl/dokumenty/ptj/sadowski10.pdf ),

- mechaniczna kompresja (np. http://en.wikipedia.org/wiki/General_Fusion ),

- zapłon laserem (NIF), ale chyba nikt rzeczywiście nie wierzy że mógłby być użyty do produkcji energii,

- no i trudno nie wspomnieć niesławną hipotetyczną zimną fuzję - kilka tysięcy publikacji, też z wyglądających wiarygodnie źródeł ... np. ciekawy nius sprzed kilku dni (Rossi is back): http://www.networkworld.com/article/2824558/infrastructure-management/could-ultra-cheap-clean-energy-be-just-around-the-corner-the-return-of-rossi-and-the-e-cat.html

[Mariusz Błoński 195]

@gucio222: USA współfinansują ITER, podobnie jak wiele innych nieamerykańskich projektów

 

@Jarek Duda: zapomniałeś o National Ignition Facility. Kilka miesięcy temu uzyskali nadmiarową energię: http://kopalniawiedzy.pl/National-Ignition-Facility-fuzja-jadrowa-ITER,19721

[Astroboy 34]

NIF to właśnie "zapłon laserem" (jak napisał Jarek, choć błędnie, bo taki nie jest ITER). Właściwie to "zapłon wieloma wiązkami laserów" (i to jaaaakich laserów ).

[Jarek Duda 138]

Przepraszam, miałem na myśli NIF a nie ITER (skorygowałem).

Rzeczywiście udało się wyzwolić więcej energii niż kapsułka zaabsorbowała, jednak “Our total gain — fusion energy out divided by laser energy in — is only about 1%,” http://www.nature.com/news/laser-fusion-experiment-extracts-net-energy-from-fuel-1.14710

... nawet gdyby było ponad 100 razy więcej, to pozostaje wiele problemów technicznych, jak wydobycie tej energii, wymiana paliwa, czy zużycie laserów - z praktycznego punktu widzenia, inne podejścia wyglądają dużo bardziej realistycznie.

[helmut 1]

Końcem naszej cywilizacji byłoby wynalezienie taniego, niewyczerpalnego źródła energii. Przez arogancję, głupotę i egoizm, połowa naszego świata nie dość, że nie miała by z czego żyć, to jeszcze ci z północy i południa ugotowaliby tych z pada równikowego, podgrzewając swe podjazdy, autostrady, a ocieplanie domów, by oszczędzić ciepło nie wchodziłoby w rachubę. Efekt cieplarniany zafundowalibyśmy sobie nie przez emisję jakichś gazów czy pyłów, a poprzez zwyczajne podgrzewanie. 

[cyjanobakteria 119]

17 hours ago, helmut said:

Przez arogancję, głupotę i egoizm

Wypisz, wymaluj cechy przeciętnego anty-szczepionkowca 

 

Energia na Ziemi ze Słońca (1h)
430 000 000 000 000 000 000 J

Produkcja energii przez ludzkość (1 rok, 8760h)
410 000 000 000 000 000 000 J

Produkcja energii przez ludzkość (1h)
     46 803 652 968 036 530 J

Produkcja energii przez ludzkość (1h) * 10 
    468 036 529 680 365 300 J

Słońce dostarcza energię do układu z zewnątrz. My, o ile nie zaczniemy sprowadzać surowców z kosmosu, działamy w układzie zamkniętym. Przykładowo uran w rdzeniach w elektrowni atomowej nie wziął się znikąd. Jest to uran wydobyty ze skał na Ziemi, w których również ulega rozpadowi i ogrzewa skały.

Nawet jak produkcja wzrośnie 10x to i tak będzie to 1000x mniej niż otrzymujemy ze Słońca. Dlatego nawet stosunkowo niewielki wzrost CO2 czy innego, cieplarnianego gazu w atmosferze, który uniemożliwia ucieczkę promieniowania cieplnego ma znaczenie.