Rozpoczęto montaż reaktora termojądrowego, tokamaka ITER

[KopalniaWiedzy.pl 365]

Przed dwoma dniami odbyła się oficjalna uroczystość, podczas której zainaugurowano montaż reaktora termojądrowego, tokamaka ITER. Dziesięć lat po rozpoczęciu budowy projekt ITER wszedł w decydującą fazę. W miesiącach poprzedzających niedawną uroczystość do Francji dostarczono główne elementy tokamaka, w tym cewki toroidalne – jedna Europy i dwie z Japonii. Kilka dni przed uroczystością z Korei dotarła pierwsza część komory próżniowej.

Rozpoczynamy montaż ITER. To historyczny moment. Mija sto lat od chwili, gdy naukowcy zrozumieli, że Słońce i gwiazdy są zasilane przez fuzję jądrową, i sześć dekad od czasu, gdy w Związku Radzieckim zbudowano pierwszy tokamak. [...] Musimy jak najszybciej zastąpić paliwa kopalne [...] Posuwamy się do przodu tak szybko, jak to możliwe, mówił dyrektor generalny ITER, Bernard Bigot.

ITER ma być urządzeniem badawczym. Największym dotychczas zbudowanym tokamakiem i pierwszym, w którym uzyskany zostanie dodatni bilans energetyczny. Naukowcy od kilkudziesięciu lat pracują nad fuzją termojądrową, ale dopiero niedawno udało się uzyskać z takiej reakcji więcej energii niż w nią włożono. Dokonali tego w 2013 roku specjaliści z amerykańskiego National Ignition Facility.

Z fuzją termojądrową wiązane są olbrzymie nadzieje na uzyskanie źródła naprawdę czystej bezpiecznej energii. Różnica pomiędzy reaktorem fuzyjnym, a standardowym reaktorem atomowym polega na tym, że w reaktorze atomowym energię uzyskuje się z rozpadu ciężkich izotopów radioaktywnych. Zaś w elektrowni termojądrowej ma ona powstawać w wyniku łączenia się lekkich izotopów wodoru. Proces ten, podobny do procesów zachodzących w gwiazdach, niesie ze sobą dwie olbrzymie korzyści.

Po pierwsze w reaktorze termojądrowym nie może zajść niekontrolowana reakcja łańcuchowa, podobna do tej, jaka zaszła w Czarnobylu. Po drugie, nie powstają tam odpady radioaktywne, które trzeba by przez tysiące lat przechowywać w specjalnych bezpiecznych warunkach.

Fuzja jądrowa ma olbrzymi potencjał. Z 1 grama wodoru i trytu można teoretycznie uzyskać tyle energii, co ze spalenia 80 000 ton ropy naftowej. Deuter i tryt są łatwo dostępnymi, powszechnie występującymi na Ziemi pierwiastkami. ITAR zaś posłuży to badań i stworzenia technologii, które pozwolą na zbudowanie komercyjnych elektrowni fuzyjnych. Obecnie przewiduje się, że pierwszy zapłon ITER nastąpi w 2025 roku, a 10 lat później rozpoczną się regularne prace z kontrolowaną syntezą termojądrową.

Obecnie przewiduje się, że pierwsze komercyjne elektrownie termojądrowe powstaną w latach 50. obecnego wieku.

Uczestnikami projektu ITER są Unia Europejska, Chiny, Indie, Japonia, Korea Południowa, Rosja i Stany Zjednoczone. UE pokrywa 45,4% kosztów projektu, a pozostałe koszty są po równo (po 9,1%) podzielone pomiędzy resztę członków.

« powrót do artykułu

[Warai Otoko 32]

Godzinę temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Obecnie przewiduje się, że pierwsze komercyjne elektrownie termojądrowe powstaną w latach 50. obecnego wieku.

uu to na styk. Pare milionów ludzi przez katastrofe klimatyczną już zdazy umrzeć, ale być może uda się uratować cywilizację. Zobaczymy. 

[nurek 3]

kontrolowana synteza to największa porażka fizyków i techników na przełomie wieków. Pytanie: nie chcą czy nie mogą. Ale raczej nie mogą

[Ergo Sum 34]

Szkoda że wielu z nas nie dożyje tego momentu

[Qion 11]

W 2004 r. trwały przygotowania do rozpoczęcia budowy ITER. Wówczas zastanawiałem się nad sensem tych prac w kontekście zapewnienia paliwa jądrowego w przyszłych przemysłowych reaktorach termojądrowych. Na chwilę obecną reakcje deuter-deuter (D-D) są poza zasięgiem ludzkich możliwości. Pod uwagę brane są reakcje deuter-tryt (D-T) lub deuter-hel3 (D-He3). Tryt do reaktora ITER miałby być pozyskiwany z chłodzącego płaszcza litowego w wyniku bombardowania neutronami powstałymi wewnątrz reaktora ITER.

Inżynier budowy ITER, który udzielił mi wówczas informacji był nastawiony optymistycznie i twierdził, że dostępnego paliwa do fuzji jądrowej na Ziemi wystarczy na co najmniej 1000 lat oczywiście jeśli człowiek rozpocznie pozyskiwanie litu z wody mórz i oceanów, gdzie jego zawartość sięga 0,2 ppm. Jego bezwzględna ilość jest nawet 1000 razy większa niż obecne dostępne zasoby w skorupie ziemskiej, chociaż jego względna ilość w skorupie to nawet 30 ppm.

 

Quote

The actual amount of Li consumed in fusion to produce tritium is 2.6 t /GW(electric)/year which means a typical eventual deployment of fusion based on DT - perhaps 1000 1 GW(e) reactors worldwide - would consume ~3kt/year. Given that proven resources of easily recoverable lithium (<$50/kg) are in the range of 12 MT, this doesn't look to be a problem. Of course things are not quite that simple. First the amount of lithium used in designs of tritium-breeding blankets for reactors is about 100-1000 t/GW(e). This means up to 1 MT of lithium is locked up in our provisional deployment of 1000 reactors. In some designs e.g. with lithium-lead coolant/breeder materials the lithium consumed can be replaced on-line and the lithium-bearing materials decanted and re-used in the subsequent generation of reactors. The loss in this case is just the consumption figure. In other designs e.g. with ceramic breeder materials, these would have to be recycled after removal from the reactor to allow their lithium to be fully utilised. Economics will dictate the pace and need for that. You should note that the lithium resource figure is based on normal mining techniques and extraction from brines. With increasing demand for lithium other reserves will become economical to mine. Lithium is found in the earth's crust at about 30 ppm, comparable to materials used for special steels or to fuel fission reactors. It is also found in the sea at 0.2 ppm, and these resources in both cases would be at least 3 orders of magnitude higher than today's economically recoverable resources. So you are right to point to lithium reserves as a minor concern for design optimisation, but they are not a show-stopper for the full deployment of fusion as a world energy source, and use for minimum of 1000 years. There will be competition for resources - for batteries as well as for structural materials in aircraft and cars - but the resource base can take it it seems. In the longer term 3He from the moon and elsewhere is an idea, but we don't yet have a good enough confinement scheme to exploit it. It seems to me we'll more likely use it to fuel our expansion beyond this planet and its moon, over the coming millennium. I hope that clarifies the point.

 

[Jajcenty 314]

14 minut temu, Qion napisał:

wierdził, że dostępnego paliwa do fuzji jądrowej na Ziemi wystarczy na co najmniej 1000 lat oczywiście jeśli człowiek rozpocznie pozyskiwanie litu z wody mórz i oceanów, gdzie jego zawartość sięga 0,2 ppm.

Panika związana z niedostępnością litu (ogniwa) spowodowała, że znaleziono wystarczające zasoby. Jeszcze długo nie będzie potrzeby sięgać po tak rozcieńczone źródła. I to przy rozwoju komunikacji opartej na ogniwach litowo-cośtam.

[Qion 11]

On 1/29/2021 at 12:29 PM, Jajcenty said:

Panika związana z niedostępnością litu (ogniwa) spowodowała, że znaleziono wystarczające zasoby. Jeszcze długo nie będzie potrzeby sięgać po tak rozcieńczone źródła. I to przy rozwoju komunikacji opartej na ogniwach litowo-cośtam.

Zasoby litu zawartego w skorupie ziemskiej są wystarczające, wg naukowców ITER, na wszystkie potrzeby człowieka wliczając fuzję jądrową na co najmniej 1000 lat, a ilość litu w morzach i oceanach pokryłaby zapotrzebowanie na około 6 mln lat. 

Fuelling the Fusion Reaction (iter.org)

Quote

Lithium from proven, easily extractable land-based resources would provide a stock sufficient to operate fusion power plants for more than 1,000 years. What's more, lithium can be extracted from ocean water, where reserves are practically unlimited (enough to fulfill the world's energy needs for ~ 6 million years).

Całkowite zasoby litu w skorupie ziemskiej są spore i wynoszą około 17000 GT:

https://investingnews.com/daily/resource-investing/battery-metals-investing/lithium-investing/lithium-reserves-country/ 

Nie uwzględniając zapotrzebowania na paliwo do fuzji jądrowej, to zasoby te przy uwzględnieniu prognozowanego na 2024 rok zapotrzebowania w ilości 117,4 tys. ton wystarczyłyby na prawie 97,7 mln lat. Z zestawienia tego wynika, że ponad 99% światowych zasobów litu pochłonie synteza jądrowa.

https://www.mining.com/global-lithium-demand-expected-to-double-by-2024/ 

Z czasem zostaną prawdopodobnie opracowane inne metody pozyskiwania trytu, np. z azotu.

 

[thikim 119]

Cytat

Obecnie przewiduje się, że pierwszy zapłon ITER nastąpi w 2025 roku, a 10 lat później rozpoczną się regularne prace z kontrolowaną syntezą termojądrową.

I d*pa. Sprawność ITER w najlepszych możliwych przypadkach wyniesie 0,7
W 2025 roku będziemy mieć elektrownię która zużyje więcej niż da.
Tak - budowa elektrowni które zużywają więcej energii niż dają - jest znakomitym pomysłem jak pokonać kryzys energetyczny
Hehehe.
Ale zabawa.
Nie zrozumcie mnie źle. Postęp jest potrzebny. Ale postęp musi mieć sens. Na chwilę obecną badania prowadzone już około 70 lat - nie dały żadnych przełomowych efektów.
WIemy że jest energia możliwa do pozyskania z tanich surowców ale warunki jakie musimy stworzyć żeby to zadziałało są poza obszarem opłacalności.
I powiem więcej. Bez naprawdę dobrego nowego pomysłu - to się nie uda. Doskonalenie obecnych technik ze zwiększaniem współczynnika sprawności o 0,03 w ciągu 20 lat - to nie ma sensu. W tym tempie to nam zajmie z 200 lat doczłapanie do progu opłacalności energetycznej. 
A przecież to nie wystarczy bo są jeszcze nakłady inwestycyjne i dopiero przy wielokrotnym zysku pojawia się całościowa opłacalność.
1000 lat? Bez nowego pomysłu - nigdy.

Edytowane 2 października 2021 przez thikim