Chińczycy zbudują główną część tokamaka ITER
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Chińscy chirurdzy poinformowali na łamach Journal of Hepatology o pierwszym w historii udanym przeszczepieniu części świńskiej wątroby żywemu człowiekowi. Dzięki temu pacjent przeżył jeszcze 171 dni. Osiągnięcie chińskich lekarzy to kolejny ważny krok w dziedzinie ksenotransplantacji, czyli przeszczepiania organów od obcych gatunków. W przeszłości informowaliśmy o udanym przeszczepieniu świńskiego serca 57-latkowi w USA, który przeżył z nowym organem 2 miesiące.
Pacjentem chińskich lekarzy był 71-latek, który z powodu nowotworu i marskości wątroby spowodowanej wirusowym zapaleniem wątroby typu B nie kwalifikował się do otrzymania organu od człowieka. Lekarze usunęli mu prawy płat wątroby, w którym znajdował się guz wielkości grejpfruta i w to miejsce wszczepili fragment świńskiej wątroby. Został on pobrany od 11-miesięcznego sklonowanego zwierzęcia. Zostało ono genetycznie zmodyfikowane poprzez wyciszenie 3 i wprowadzenie 7 nowych genów, by zwiększyć prawdopodobieństwo, że ludzki organizm nie odrzuci przeszczepu.
Przeszczep funkcjonował dobrze, podjął produkcję żółci i czynników krzepnięcia krwi, dając czas pozostałej części wątroby na regenerację. W 38. dniu po przeszczepie pojawiły się komplikacje, więc przeszczepiony fragment usunięto. Wątroba mężczyzny nadal dobrze działała. Jednak 171 dni po przeszczepie u mężczyzny doszło do krwawienia z przewodu pokarmowego i zmarł. Autorzy eksperymentu mówią, że od początku zakładali, iż świńska wątroba będzie znajdowała się w ciele pacjenta tylko tymczasowo. Twórcy procedury zaprojektowali ją pod kątem zyskania na czasie, w którym u osoby z uszkodzoną wątrobą dojdzie do regeneracji własnego organu lub doczeka ona na ludzkiego dawcę.
Osiągnięcie naukowców z Azji z jednej strony napawa optymizmem, z drugiej strony pokazuje, że przed ksenotransplantologią jeszcze długa droga. Szczególnie jeśli chodzi o wątrobę. To skomplikowany organ, który syntetyzuje, magazynuje i wydziela wiele różnych substancji, pełni szereg funkcji metabolicznych i detoksykacyjnych.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Odkryty w południowo-zachodnich Chinach zestaw drewnianych narzędzi sprzed 300 tysięcy lat daje nam wgląd w życie, dietę oraz warunki środowiskowe, w jakich żyli ówcześni ludzie. To niezwykłe znalezisko. I to podwójnie niezwykłe. Dotychczas znaliśmy jedynie dwa zestawy drewnianych narzędzi z paleolitu, jeden odkryty w Europie i jeden z Afryki. Służyły do polowań. Tutaj zaś mamy narzędzia do pracy w ziemi. W skład zestawu wchodzi 35 narzędzi wykonanych głównie z sosny i gatunków drzew o twardym drewnie Znajdują się w nim kije do kopania, haki oraz niewielkie narzędzia ręczne.
Odkrycia dokonano na stanowisku Gantangquing. Drewniane narzędzia znaleziono w towarzystwie narzędzi kamiennych, młotków wykonanych z poroża i kości ze śladami nacięć. Wiek stanowiska określono na 361–250 tysięcy lat, a drewniane narzędzia znaleziono w warstwach sprzed około 300 tysięcy lat. To wyjątkowe odkrycie, gdyż pokazuje moment w historii, gdy wcześni ludzie używali zaawansowanych drewnianych narzędzi do pozyskiwania pożywienia spod ziemi. Przygotowanie takich przedmiotów wymagało takiego poziomu zaawansowania i rzemiosła, które przeczą założeniu, jakoby homininy z tamtych terenów nie korzystały z zaawansowanych narzędzi, mówi profesor Bo Li z University of Wollongong.
W zestawie widzimy narzędzia o różnym przeznaczeniu. Dwa duże kije do kopania przypominają te z Poggetti Vecchi we Włoszech, datowane na 171 tysięcy lat. Cztery unikatowe haki mogły służyć do przecinania korzeni. Badania śladów zużycia wykazały celowe polerowanie i obecność materiału, wskazującego na wykopywanie bulw i korzeni. To wskazuje, że ich użytkownicy spożywali dietę roślinną, w tym orzechy, owoce kiwi i bulwy roślin wodnych. To też pokazuje różnice w diecie pomiędzy współcześnie żyjącymi grupami ludźmi. O ile na współczesnych stanowiskach w Europie (jak Schöningen w Niemczech) widzimy dowody świadczące o polowaniu na duże zwierzęta, w subtropikalnym Gantanquing mamy unikatowe ślady strategii przetrwania polegającej na diecie roślinnej, dodaje Li.
Źródło: 300,000-year-old wooden tools from Gantangqing, southwest China, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr8540
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wendelstein 7-X, największy stellarator na świecie, pobił światowy rekord w kluczowym parametrze fuzji jądrowej, potrójnym iloczynie (triple product). Stellaratory to, po tokamakach, najbardziej popularna architektura reaktorów fuzyjnych. Oba rodzaje mają swoje wady i zalety, jednak stellaratory są trudniejsze do zbudowania, dlatego też świat skupia się głównie na tokamakach. Obecnie istnieje około 50 tokamaków i 10 stellaratorów.
Znajdujący się w Greifswald w Niemczech Wendelstein 7-X został wybudowany przez Instytut Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka. Zainwestowała w niego też Polska. Przed dwoma tygodniami, 22 maja zakończyła się tam kampania badawcza OP 2.3. W ostatnim dniu jej trwania międzynarodowy zespół pracujący przy W7-X utrzymał nową rekordową wartość potrójnego iloczynu przez 43 sekundy. Tym samym przebił najlepsze osiągnięcia tokamaków.
Dlaczego potrójny iloczyn jest tak ważny?
Potrójny iloczyn to jeden z kluczowych elementów opisujących wydajność i warunki potrzebne do osiągnięcia zapłonu, czyli do samopodtrzymującej się reakcji fuzji jądrowej. Jest to iloczyn trzech wielkości: gęstości plazmy (n), jej temperatury (T) oraz czasu uwięzienia energii w plazmie (τE). Żeby reakcja fuzji jądrowej była efektywna i samowystarczalna, potrójny iloczyn musi osiągnąć lub przekroczyć pewną minimalną wartość. W praktyce oznacza to konieczność osiągnięcia odpowiedniej temperatury plazmy, która jest konieczna do pokonania sił odpychających jądra atomów od siebie, osiągnięcia wysokiej gęstości, co zwiększa szanse na zderzenia między jądrami oraz osiągnięcia długiego czasu uwięzienia energii, gdyż jeśli energia ucieka zbyt szybko, plazma się schładza. Po przekroczeniu wartości granicznej iloczynu reakcja fuzji zaczyna samodzielnie się podtrzymywać, bez konieczności dogrzewania plazmy z zewnątrz.
Dotychczas minimalną wartość potrójnego iloczynu przekroczono – zatem osiągnięto zapłon – jedynie w impulsowym inercyjnym reaktorze laserowym NIF. O osiągnięciu tym było głośno przed ponad dwoma laty. Pisaliśmy o tym w tekście Fuzja jądrowa: co tak naprawdę osiągnięto w National Ignition Facility?
Rekordowy stellarator pokonał tokamaki
Tokamaki są prostsze w budowie i łatwiej w nich osiągnąć wysoką temperaturę plazmy. W bardziej skomplikowanych stellaratorach łatwiej zaś plazmę ustabilizować. Tokamaki są więc bardziej popularne wśród badaczy. Stellaratory pozostają w tyle, ale w ostatnich latach dokonano w badaniach nad nimi kilku znaczących przełomów, o których wcześniej informowaliśmy.
Czytaj:
Jak załatać magnetyczną butelkę? Rozwiązano problem, który od 70 lat trapił fuzję jądrową
Duży krok naprzód w dziedzinie fuzji jądrowej. Stellaratory mogą wyjść z cienia tokamaków
Najwyższymi osiągnięciami potrójnego iloczynu wśród tokamaków mogą pochwalić się japoński JT60U (zaprzestał pracy w 2008 roku) i europejski JET w Wielkiej Brytanii (zaprzestał pracy w 2023 r.). Oba na kilka sekund zbliżyły się do minimalnej wartości granicznej. W7-X wydłużył ten czas do 43 sekund. Pamiętamy, co prawda, że niedawno Chińczycy pochwalili się utrzymaniem reakcji przez ponad 1000 sekund, jednak nie podali wartości potrójnego iloczynu, zatem nie wiemy, czy ten kluczowy parametr został osiągnięty.
Klucz do sukcesu: wstrzykiwanie kapsułek z wodorem
Kluczem do sukcesu W7-X było nowe urządzenie zasilające plazmę w paliwo, które specjalnie na potrzeby tego stellaratora zostało zbudowane prze Oak Ridge National Laboratory w USA. Urządzenie schładza wodór tak bardzo, że staje się on ciałem stałym, następnie tworzy z niego kapsułki o średnicy 3 mm i długości 3,2 mm i wystrzeliwuje je w kierunki plazmy z prędkością 300 do 800 metrów na sekundę. W ten sposób reakcja jest wciąż zasilana w nowe paliwo. W ciągu wspomnianych 43 sekund urządzenie wysłało do plazmy około 90 kapsułek. Dzięki precyzyjnej koordynacji grzania plazmy i wstrzeliwania kapsułek możliwe było uzyskanie optymalnej równowagi pomiędzy ogrzewaniem, a dostarczaniem paliwa. Podczas opisywanego przez nas eksperymentu temperatura plazmy została podniesiona do ponad 20 milionów stopni Celsjusza, a chwilowo osiągnęła 30 milionów stopni.
Ponadto wśród ważnych osiągnięć kampanii OP 2.3 warto wspomnieć o tym, że po raz pierwszy w całej objętości plazmy ciśnienie plazmy wyniosło 3% ciśnienia magnetycznego. Podczas osobnych eksperymentów ciśnienie magnetyczne obniżono do około 70%, pozwalając wzrosnąć ciśnieniu plazmy. Ocenia się, że w reaktorach komercyjnych ciśnienie plazmy w całej jej objętości będzie musiało wynosić 4–5% ciśnienia magnetycznego. Jednocześnie szczytowa temperatura plazmy wzrosła do około 40 milionów stopni Celsjusza.
Rekordy pobite podczas naszych eksperymentów to znacznie więcej niż cyfry. To ważny krok w kierunku zweryfikowania przydatności samej idei stellaratorów, posumował profesor Robert Wolf, dyrektor wydziału Optymalizacji i Grzania Stellaratora w Instytucie Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka.
Czym jest fuzja jądrowa
Fuzja jądrowa – reakcja termojądrowa – to obiecujące źródło energii. Polega ona na łączniu się atomów lżejszych pierwiastków w cięższe i uwalnianiu energii w tym procesie. Taki proces produkcji energii ma bardzo dużo zalet. Nie dochodzi do uwalniania gazów cieplarnianych. Na Ziemi są olbrzymie zasoby i wody, i litu, z których można pozyskać paliwo do fuzji, czyli, odpowiednio, deuter i tryt. Wystarczą one na miliony lat produkcji energii. Fuzja jądrowa jest bowiem niezwykle wydajna. Proces łączenia atomów może zapewnić nawet 4 miliony razy więcej energii niż reakcje chemiczne, takie jak spalanie węgla czy gazu i cztery razy więcej energii niż wykorzystywane w elektrowniach atomowych procesy rozpadu atomów.
Co ważne, w wyniku fuzji jądrowej nie powstają długotrwałe wysoko radioaktywne odpady. Te, które powstają są na tyle mało radioaktywne, że można by je ponownie wykorzystać lub poddać recyklingowi po nie więcej niż 100 latach. Nie istnieje też ryzyko proliferacji broni jądrowej, gdyż w procesie fuzji nie używa się materiałów rozszczepialnych, a radioaktywny tryt nie nadaje się do produkcji broni. Nie ma też ryzyka wystąpienia podobnych awarii jak w Czernobylu czy Fukushimie. Fuzja jądrowa to jednak bardzo delikatny proces, który musi przebiegać w ściśle określonych warunkach. Każde ich zakłócenie powoduje, że plazma ulega schłodzeniu w ciągu kilku sekund i reakcja się zatrzymuje.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Firma TAE Technologies, która od niemal 30 lat prowadzi badania nad fuzją jądrową, ogłosiła, że dokonała znaczącego postępu pod względem wydajności i sprawności reaktora fuzyjnego. Wyniki naszych eksperymentów, opublikowane na łamach recenzowanego pisma Nature Communications, dowodzą, że TAE opracowało taką metodę formowania i optymalizacji plazmy, która zwiększa wydajność, znacząco obniża złożoność i koszty oraz przyspiesza moment, w którym zademonstrujemy pozyskiwanie energii netto i komercyjną fuzję jądrową, czytamy w firmowym oświadczeniu.
Firma twierdzi, że jej ostatnie pracy udowodniły, iż z reaktora, który rozwija, można będzie pozyskać 100-krotnie więcej energii niż z typowego tokamaka korzystającego z pola magnetycznego o tej samej sile, zdolnego do uwięzienia tej samej ilości plazmy. Dodatkowo jej system jest znacznie prostszy, dzięki czemu jest znacznie tańszy w budowie i utrzymaniu.
TAE Technologies powstała w 1998 roku. Przez wiele lat firma unikała rozgłosu, nie zdradzając o sobie zbyt wielu informacji. Witrynę internetową uruchomiła dopiero w 2015 roku. Wiadomo, że w 2021 roku zatrudniała ponad 250 pracowników i zebrała finansowanie w wysokości 880 milionów USD. Jej głównymi sponsorami są Goldman Sachs, Vulcan Inc. (firma założyciela Microsoftu Paula Allena) czy fundusze venture capital jak Venrock i New Enterprise Associates.
TAE Technologies rozwija technologię fuzji aneutronowej za pomocą techniki FRC (Field-Reversed Configuration). Fuzja aneutronowa to rodzaj syntezy termojądrowej, w której bardzo mało energii jest unoszonej przez neutrony. Jest ona znacznie bezpieczniejsza od tradycyjnej fuzji jądrowej, nie wymaga tak dobrego ekranowania, a pozyskana z niej energia jest łatwiejsza do przetworzenia na użyteczny dla nas prąd. Nie ma też ryzyka, że poszczególne elementy reaktora staną się radioaktywne, więc trzeba będzie je w specjalny sposób zabezpieczać, gdy przestaną być używane. Jednak uzyskanie fuzji aneutronowej jest znacznie trudniejsze, wymaga bardziej ekstremalnych warunków, niż w przypadku tradycyjnej fuzji z wykorzystaniem deuteru i trytu.
TAE Technologies ma zamiar wykorzystać w swoim reaktorze paliwo wodorowo-borowe (p-B11). To, zdaniem firmy, najczystsze, najbezpieczniejsze i najbardziej przyjazne środowisku paliwo, jakie można wykorzystać w czasie fuzji.
W technice FRC plazma samodzielnie się organizuje i generuje własne pole magnetyczne wewnątrz reaktora, co znacząco zmniejsza zapotrzebowanie na zewnętrzne magnesy i ułatwia działanie reaktora. Sam reaktor jest też prostszy, więc tańszy i łatwiejszy w budowie czy utrzymaniu. Przełom, ogłoszony przez TAE Technologies, polega na rozwiązaniu wcześniejszych problemów z wygenerowaniem i utrzymaniem plazmy, co osiągnięto dzięki wstrzyknięciu wiązki neutralnej wiązki cząstek.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.