Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Jony podczas fuzji jądrowej zachowują się inaczej, niż przewidują teorie

Recommended Posts

Naukowcy z National Ignition Facility (NIF) w Lawrence Livermore National Laboratory zauważyli, że jony w reaktorze fuzyjnym zachowują się inaczej, niż wynika z obliczeń. Prowadzone w NIF badania dadzą lepszy wgląd w działanie reaktorów fuzyjnych, w których reakcja inicjowana jest za pomocą potężnych impulsów laserowych.

Specjaliści z całego świata próbują odtworzyć reakcje fuzji jądrowej zachodzące na Słońcu. Ich opanowanie dałoby ludzkości niemal nieograniczone źródło czystej energii. W NIF wykorzystuje się zespół 192 laserów, za pomocą których kompresuje się kapsułki z trytem i deuterem, zapoczątkowując fuzję jądrową. To koncepcja znana jako ICF (Inertial Confinement Fusion – inercyjne uwięzienie plazmy) Przed kilkoma dniami na łamach Nature Physics opublikowano artykuł, z którego dowiadujemy się, że zmierzona energia neutronów – przynajmniej podczas najbardziej intensywnej fazy fuzji – jest wyższa niż spodziewana.

To oznacza, że jony biorące udział w fuzji mają większą energię. To coś czego się nie spodziewaliśmy i nie byliśmy w stanie przewidzieć na podstawie standardowych równań opisujących ICF, mówi fizyk Alastair Moore, główny autor artykułu.

Eksperci nie są pewni, co spowodowało obserwowane zjawisko, podkreślają jednak, że to jeden z najbardziej bezpośrednich pomiarów jonów biorących udział w fuzji. Pomiary oznaczają, że teoretycy będą musieli zmodyfikować teorie i wzory, którymi posługują się specjaliści z NIF. Jest tutaj też powód do optymizmu. Dzięki lepszym teoriom wyjaśniającym obserwowane zjawiska, być może uda się opracować metodę zainicjowania długotrwałej samopodtrzymującej się reakcji.

Zaobserwowanie niespodziewanego zachowania jonów było możliwe dzięki opracowaniu nowej technologii detektorów, nazwanej Cherenkov nToF. Dzięki niej niepewność odnośnie prędkości neutronów wynosi zaledwie 5 km/s czyli 1/10 000. Średnia energia neutronów uzyskiwana podczas reakcji w NIF oznacza, że poruszają się one z prędkością ponad 51 000 km/s.

Jednym z możliwych wyjaśnień zaobserwowanego zjawiska jest stwierdzenie, że jony deuteru i trytu nie są w równowadze. Potrzebujemy bardziej zaawansowanych symulacji, by to zrozumieć. Współpracujemy na tym polu z Los Alamos National Laboratory, Imperial College London i MIT, dodaje Moore.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 17.11.2022 o 10:45, KopalniaWiedzy.pl napisał:

jony w reaktorze fuzyjnym zachowują się inaczej, niż wynika z obliczeń

Raczej zachowują się inaczej, niż wynika z założeń do obliczeń.

Cytat

Evidence for suprathermal ion distribution in burning plasmas

Nie ma w tym nic dziwnego - fuzja zachodzi zbyt szybko aby mogło dojść do pełnej termalizacji plazmy.
Fuzja nie podnosi temperatury tylko dostarcza wielkich porcji energii które, cząsteczki dostają tą energię w sposób skumulowany i z dużym prawdopodobieństwem ulegną kolejnej fuzji zanim zdołają rozproszyć energię.
Zjawisko proste i raczej oczywiste.
 

Share this post


Link to post
Share on other sites
15 minut temu, peceed napisał:

Nie ma w tym nic dziwnego - fuzja zachodzi zbyt szybko aby mogło dojść do pełnej termalizacji plazmy.

Mam wątpliwości, bo na "wyczucie" byłby to argument przy gęstościach w tokomakach, ale nie w przypadku NIF.

P.S. Wnętrza gwiazd nie mają problemu z właściwie pełną termalizacją plazmy. ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minutę temu, Astro napisał:

Mam wątpliwości, bo na "wyczucie" byłby to argument przy gęstościach w tokomakach, ale nie w przypadku NIF.

Jest dokładnie odwrotnie. To w tokomakach plazma ma czas na termalizację. Ale w przypadku "eksplozji" praktycznie cały czas mamy do czynienia z procesem nierównowagowym.

 

Zwłaszcza że "problem" pojawia sie w fazie najintensywniejszej syntezy

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
25 minut temu, peceed napisał:

To w tokomakach plazma ma czas na termalizację.

Ok, ale miałem na myśli czas termalizacji. Przy podobnych energiach (temperaturach), a przy różnych gęstościach cząstki w rzadszej plazmie mają dłuższą drogę swobodną, a tym samym potrzebują więcej czasu na termalizację. Oczywiście "czas trwania" zabawy ma znaczenie, ale nie bardzo mi się chce przegryzać przez "literaturę przedmiotu" by bardziej polemizować. Sądzę tylko, że

50 minut temu, peceed napisał:

Zjawisko proste i raczej oczywiste.

to chyba nadmierne uproszczenie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
3 godziny temu, Astro napisał:

Ok, ale miałem na myśli czas termalizacji. Przy podobnych energiach (temperaturach), a przy różnych gęstościach cząstki w rzadszej plazmie mają dłuższą drogę swobodną, a tym samym potrzebują więcej czasu na termalizację

Rozumowanie od d*py strony (Nie mówię że się nie da osiągnąć celu, oznacza to tylko tyle że człowiek strasznie się namęczy zanim coś trafi do żołądka ;) I choć czasami trzeba się namęczyć, to jednak warto przed obliczeniami znać wynik :P ).
Tokomaki itp pracują w sposób kwazi-ciągły, a tu mamy pracę wybitnie impulsową na poziomie mikrowybuchów jądrowych.
Istotne jest to, że w tym drugim wypadku występuje zjawisko "samonagrzewania" od reakcji syntezy, i. generalnie przebieg temperatury ma formę grzebienia.
 

O ile dobrze rozumiem w tokomaku nie dochodzi do takiego zjawiska bo pod wpływem temperatury plazma się rozdyma, i dlatego ma postać bardziej "cefeidy" - krzywa wzrostu tempa reakcji jest wolniejsza od tempa reakcji układu. Tokamaki są "gwiazdami", a tu mówimy o mikro-supernowych. ( "Micronova" - piękna nazwa dla firmy ).

Notabene jestem oczarowany podejściem firmy FirstLight. Przypomina ono polską syntezę jądrową z lat 70 gdzie chcieliśmy wykorzystywać materiały wybuchowe wsparte laserami.
Fist Light zamiast materiałów wybuchowych używa pocisków hipersonicznych, co pozwala zrezygnować z dogrzewania laserami. To przypuszczalnie najlepszy sposób na budowę elektrowni termojądrowych, bo uzyskali już reakcję syntezy dla pocisków 6.5 km/s, a dużych problemów w skalowaniu prędkości pocisków nie ma. Podejście unika całej zabawy z plazmą, wielkimi polami magnetycznymi, laserami - po prostu miniaturowa bomba termojądrowa podgrzewa wnętrze reaktora, co 30 sekund.
Sama komora postać długiego obracającego się walca wypełnionego ciekłym litem, z pustą komorą w środku do której dostarczane są pociski (z jednej) i paliwo (z drugiej strony). Elegancja inżynieryjna absolutnie powala, pozbyto się wszystkiego co sprawiało trudność.

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 godzin temu, peceed napisał:

po prostu miniaturowa bomba termojądrowa podgrzewa wnętrze reaktora, co 30 sekund.

Pomysł niezły ale chciałbym zobaczyć koszty/zyski. Elektrownia termojądrowa ma być urzadzeniem zyskownym a nie zabawką.

Share this post


Link to post
Share on other sites
32 minuty temu, thikim napisał:

Pomysł niezły ale chciałbym zobaczyć koszty/zyski

To najtańsze podejście. Obywa się bez całej drogiej maszynerii jak lasery czy nadprzewodzące elektromagnesy o masie setek ton, zastępując ją działem. Jeśli zadziała, to musi być zarówno najtańsze jak i zyskowne.
Byłoby ironią losu że najprostsze rozwiązanie zaproponowano w praktyce jako ostatnie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nawet najtańsze nie znaczy wystarczająco dobre w kategorii koszty/zysk.
Niemniej zapowiada się bardzo ciekawie. Jak pisałeś - wygląda na pomysł prosty w skalowaniu.

Share this post


Link to post
Share on other sites
20 godzin temu, peceed napisał:

Rozumowanie od d*py strony

Czyli modelowe - zaczynamy od pryncypiów. ;)

20 godzin temu, peceed napisał:

Notabene jestem oczarowany podejściem firmy FirstLight.

Faktycznie ciekawe, czekam na "coś działającego".

20 godzin temu, peceed napisał:

bo uzyskali już reakcję syntezy dla pocisków 6.5 km/s

Już? To prawie pierwsza kosmiczna. ;) Cholernie ciekawe, że to wszystko z pomocą "gas gun".

20 godzin temu, peceed napisał:

po prostu miniaturowa bomba termojądrowa podgrzewa wnętrze reaktora, co 30 sekund

Jednak nie "bomba termojądrowa", choć owszem, miniaturowa. :P

2 godziny temu, peceed napisał:

Jeśli zadziała, to musi być zarówno najtańsze jak i zyskowne.

Faktycznie, szacują nawet, że MWh będzie kosztować jakieś 50 dolców. Trzymam kciuki i życzę im powodzenia. Teraz jedyne pytanie: kiedy? :)

20 godzin temu, peceed napisał:

Tokamaki są "gwiazdami"

Jednak nie - porównaj temperatury*.

20 godzin temu, peceed napisał:

a tu mówimy o mikro-supernowych

Też nie.

Ed. * gwiazdy nie muszą się "wysilać" i "kontrolować" czegokolwiek, bo "kontroluje się samo" - patrz równanie stanu (tak, to szkolne właściwie równanie stanu gazu doskonałego). ;)

Edited by Astro

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 godziny temu, Astro napisał:

Już? To prawie pierwsza kosmiczna. ;)

Całe 50 neutronów. Co do prędkości - niby tak, ale przy dziale elektromagnetycznym to da się więcej.
Asteroidy uderzają z prędkocią 18 km/s, komety - 30 km/s. Jest zapas ;)
 

2 godziny temu, Astro napisał:

Cholernie ciekawe, że to wszystko z pomocą "gas gun".

Przecież były projekty wystrzeliwania satelitów na orbitę...

2 godziny temu, Astro napisał:

Czyli modelowe - zaczynamy od pryncypiów.

Powiedzmy że od "podstaw" ;)

Edited by peceed

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 minutę temu, peceed napisał:

Całe 50 neutronów.

No faktycznie, poraża. ;)

2 minuty temu, peceed napisał:

Co do prędkości - niby tak, ale przy dziale elektromagnetycznym to da się więcej.

Owszem. Od dawna bawią się tym jankescy generałowie. Co więcej - taki "strzał" jest tańszy. :D

3 minuty temu, peceed napisał:

Asteroidy uderzają z prędkocią 18 km/s, komety - 30 km/s. Jest zapas ;)

Kurza twarz! Jeszcze tego nie opatentowałeś? :D

P.S. To kiedy? :)

 

22 minuty temu, peceed napisał:

Powiedzmy że od "podstaw" ;)

Niech Ci będzie, ale to chyba lepsze dla przeciętnego czytelnika KW, nieprawdaż? ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jedno co mnie zastanawia to ta cisza odnośnie radioaktywności trytu. Prawie 10 tyś. curie na gram!
Te elektrownie będą cholernie radioaktywne, z nieuniknionymi wyciekami.
Dla zabawy zastanowiłem się co by się stało, gdyby udało się zrobić miniaturkowe nuki fuzyjne inicjwane materiałami wybuchowymi. I wyszło, że dla bomby około 5 tonowej radioaktywność głowicy deuterowo-trytowej (w zapłon deuterku litu nie wierzę) to 150 curie. Nawet jeśli tylko 1% zostanie, to wciąż w miejscu trafienia mogą zostać poważne skażenia.

Cała elektrownia termojądrowa musi być uszczelniona, i najlepiej nie zawierać w sobie śladów pary wodnej.

14 godzin temu, thikim napisał:

Jak pisałeś - wygląda na pomysł prosty w skalowaniu.

Wraz ze wzrostem rozmiarów spada stosunek powierzchni ścianek do siły eksplozji. Moc maksymalna będzie ograniczona zdolnością litu do przyjmowania ciepła. A nie doczytałem jak chcą sobie radzić z oknami wlotowymi. Z drugiej strony - im większy ładunek uda się skompresować, tym łatwiejsza fuzja, ze względu na dłuższy czas. A ten będzie proporcjonalny do rozmiarów liniowych kapsułki. Więc z tym skalowaniem to nie do końca musi wyjść łatwo. I jeszcze jest kwestia niestabilności dla dużych kapsułek. Naiwna gładka fizyka pozwala kompresować dłużej, ale w praktyce są limity.
Więc wciąż może się okazać że jest to pomysł którego nie będzie się dało zrealizować.  

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Fuzja jądrowa to szansa na produkcję taniej, czystej i bezpiecznej energii. Jednak do jej przeprowadzenia konieczne jest, by plazma w centrum reaktora miała temperaturę około 100 milionów stopni Celsjusza. Jednocześnie trzeba zabezpieczyć reaktor, by się nie roztopił. Dlatego krawędź plazmy musi być izolowana od ścian reaktora. Problem w tym, że na krawędzi pojawiają się niestabilności plazmy brzegowej (ELMs). Powodują one, że cząstki plazmy mogą docierać do ścian reaktora i go uszkadzać.
      Naukowcy z Unwersytetu Technicznego w Wiedniu (TU Wien) i Instytutu Fizyki Plazmy im. Maxa Plancka w Garching zaprezentowali sposób operowania reaktorami termojądrowymi, który – akceptując niewielkie niestabilności brzegowe – unika problemu pojawiania się dużych niestabilności zagrażających integralności reaktora.
      W toroidalnych tokamakach ultragorące cząstki plazmy poruszają się z wielką prędkością, a potężne magnesy utrzymują je w odpowiedniej odległości od ścian reaktora. Jednak plazmy nie można całkowicie odizolować od reaktora, gdyż trzeba dodawać paliwo i usuwać hel, powstający podczas reakcji.
      Ruch cząstek plazmy zależy od jej gęstości, temperatury i pola magnetycznego. To elementy, którymi można manipulować, uzyskując różne parametry pracy reaktora. Już kilka lat temu wykazano, że jeśli za pomocą pola magnetycznego nieco zdeformujemy plazmę tak, by jej przekrój nie był eliptyczny, a przypominał trójkąt z zaokrąglonymi rogami i jednocześnie zwiększymy gęstość plazmy na brzegach, unikniemy powstawania najbardziej niebezpiecznych niestabilności brzegowych (ELMs) typu I. Sądzono jednak, że taki scenariusz sprawdzi się tylko w niewielkich maszynach i nie działa w większych reaktorach. Nasze symulacje i eksperymenty pokazują jednak, że w ten sposób można uniknąć niebezpiecznych niestabilności pracy nawet przy parametrach pracy takich reaktorów jak ITER, mówi Lidija Radovanovic, doktorantka z TU Wien.
      W plazmie o trójkątnym przekroju i przy kontrolowanym wstrzykiwaniu dodatkowych cząstek na krawędziach, dochodzi do tysięcy małych niestabilności na sekundę. Te niewielkie wyrzuty cząstek trafiają w ściany reaktora szybciej, niż jest on w stanie się rozgrzać i schłodzić. Zatem te niestabilności nie wpływają zbytnio na ściany, wyjaśnia główny autor badań, Georg Harrer. Jednocześnie wykazano, że te niewielkie niestabilności zapobiegają powstawaniu dużych niestabilności, groźnych dla reaktora. To jak gotowanie pod przykryciem. Jeśli szczelnie zakryjemy garnek z gotującą się wodą, pod pokrywką wzrośnie ciśnienie i w końcu pokrywka zacznie się unosić i opadać, a para będzie gwałtownie wydobywała. Jeśli jednak pozostawimy niewielką szczelinę, para będzie uchodziła, a pokrywka pozostanie stabilna, dodaje Harrer.
      To już kolejne w ostatnim czasie badania, która przybliżają nas do momentu opanowania reakcji termojądrowej. Ostatnio informowaliśmy o opracowaniu systemu zabezpieczaniu ścian reaktora bez jego wyłączania, który – jak się okazało – poprawia przy okazji stabilność plazmy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed miesiącem należąca do Pentagonu Defense Innovation Unit przyznała firmie Avalanche Energy grant na stworzenie prototypu urządzenia Orbitron, które ma generować ciepło lub elektryczność na potrzeby napędu prototypowego satelity. Satelita ma trafić w przestrzeń kosmiczną już w 2027 roku. I nie byłoby w tym nic nadzwyczajnego, gdyby nie fakt, że Orbitron ma być niewielkim reaktorem, w którym ma zachodzić... fuzja jądrowa. Ta słynna fuzja, która ma nam zapewnić nieskończone źródło czystej energii, a od której od zawsze dzieli nas tylko 20 lat.
      Fuzja jądrowa polega na połączeniu dwóch lżejszych atomów w jeden cięższy. Uwalnia się przy tym duża ilość energii. Problem jednak w tym, że aby pokonać siły elektrostatyczne odpychające od siebie atomy potrzeba albo ekstremalnie wysokich temperatur, albo potężnych impulsów laserowych. To zaś wymaga budowy olbrzymich, bardzo skomplikowanych i kosztownych instalacji. Prace nad opanowaniem fuzji jądrowej trwają od lat, pochłonęły już miliardy dolarów, a elektrowni fuzyjnej generującej zysk energetyczny netto jak nie było, tak nie ma.
      Pomysł Orbitrona opiera się na pracy doktorskiej Toma McGuire'a z 2007 roku, który pracował na MIT nad inercyjnym uwięzieniem elektrostatycznym plazmy (IEC). Idea ta polega na uwięzieniu jonów w polach elektrycznych generowanych przez sferyczne elektrody. Jony krążą w takim polu, przez co mają wiele okazji, by się połączyć.
      McGuire przeprowadził symulacje zachowania jonów przy różnych ułożeniach katody i zauważył, że niektóre konfiguracje prowadzą do spontanicznego organizowania się plazmy w zsynchronizowane impulsy grup jonów. Grupy takie istniały przez około 1/10 sekundy, a więc tysiące razy dłużej niż samodzielnie poruszające się jony, co zwiększało szanse na zajście fuzji. Kilka lat później pracą McGuire'a zainteresowali się dwaj inżynierowie z Blue Origin. Przed 4 laty założyli oni Avalanche Energy.
      W marcu bieżącego roku Avalanche Energy zyskała 5 milionów dolarów od inwestorów. Firma złożyła wniosek patentowy na Orbitron. Opisano w nim urządzenie o średnicy kilkudziesięciu centymetrów, w którym strumień jonów pod wpływem pola elektrostatycznego wchodzi na eliptyczną orbitę wokół elektrody. W systemie tym jony mają istnieć przez około sekundę, co wystarczy, by każdy z nich okrążył elektrodę miliony razy. Avalanche twierdzi, że uzyskała już tą metodą neutrony powstałe w wyniku fuzji jądrowej. Orbitron o średnicy 10 cm ma dostarczać 1 kW mocy. Możliwe byłoby grupowanie takich urządzeń, co pozwoliłoby niewielkim pojazdom na swobodne manewrowanie w przestrzeni kosmicznej. Teraz Avalanche musi wykazać, że to wszystko jest możliwe i w ciągu 5 lat dostarczyć działający prototyp.
      Eksperci zajmujący się fuzją jądrową sceptycznie podchodzą do pomysłu. Jedni zwracają uwagę, że bardzo trudno będzie osiągnąć odpowiednie zagęszczenie jonów bez zaburzenia ich orbitalnego ruchu wokół elektrody. Inni przypominają, że fuzja nie jest jedynym, co może się zdarzyć, gdy dwa jony zbliżą się do siebie. Prawdopodobieństwo zajścia fuzji jest znacznie mniejsze niż np. prawdopodobieństwo rozproszenia.
      Kolejnym problemem mogą być neutrony, których uzyskaniem pochwaliła się Avalanche. Bez odpowiednich osłon mogą one uszkodzić pojazd kosmiczny, ładunek czy zaszkodzić zdrowiu znajdujących się w pobliżu ludzi. Właściciele firmy Avalanche mogą się więc pocieszać, że jeśli nie wyjdzie im z napędem, być może opracują tanie źródło neutronów, które już teraz znajdują wiele zastosowań od obrazowania medycznego po bezpieczeństwo.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Instytut Fizyki Plazmy Chińskiej Akademii Nauk poinformował o pobiciu rekordu utrzymania w tokamaku supergorącej plazmy. Urządzenie Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) utrzymało przez 1056 sekund plazmę o temperaturze 120 milionów stopni Celsjusza.
      EAST ma na koncie kilka rekordów. W czasie 15 lat pracy udało mu się uzyskać prąd o natężeniu 1 megaampera, plazmę o temperaturze 160 milionów stopni, a teraz rekordowo długo utrzymano bardzo gorącą plazmę.
      W tokamakach tryt i deuter są podgrzewane do bardzo wysokich temperatur. Przy około 150 milionach stopni Celsjusza powinno dojść do fuzji. Jednak samo jej rozpoczęcie to nie wszystko. Jeśli chcemy bowiem uzyskiwać z tokamaka energię elektryczną, reakcja musi się sama podtrzymywać, podobnie jak się to dzieje w Słońcu. Dlatego też zespoły naukowe w różnych tokamakach pracują nad wydłużeniem czasu utrzymania reakcji.
      Chińczycy dokonali dużego postępu. Jeszcze na początku ubiegłego roku byli w stanie utrzymać plazmę o temperaturze 120 milionów stopni przez 101 sekund. Obecnie wydłużyli ten czas aż 10-krotnie.
      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 na bardzo dużo zalet. Nie dochodzi do uwalniania gazów cieplarnianych. Na Ziemi są olbrzymie zasoby i wody i litu, z których można pozyskać, 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 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.
      Najbardziej obiecującymi urządzeniami do przeprowadzania fuzji jądrowej są tokamaki. Ostatnio jednak poinformowano, że udało się pokonać poważne problemy, jakie trapiły alternatywną technologię – stellaratory – pojawiła się więc szansa, że tokamaki zyskają konkurencję i prace nad fuzją jądrową przyspieszą.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Większość przedsiębiorstw działających na rynku energii fuzyjnej przewiduje, że pierwszy prąd z elektrowni termojądrowych trafi do sieci już w latach 30. obecnego stulecia. Tak wynika z pierwszego raportu na temat światowego stanu energetyki fuzyjnej. Został on opublikowany przez Fusion Industry Association (FIA) oraz UK Atomic Energy Authority (UKAEA).
      Reaktory fuzyjne wytwarzają energię metodą fuzji jądrowej, w czasie której lżejsze pierwiastki łączą się w cięższe. Taki proces zachodzi na Słońcu. Fuzja to pod wieloma względami najdoskonalsze źródło czystej energii. Ilość energii, jaką może dostarczyć zupełnie zmieni reguły gry. Paliwo do fuzji jądrowej można uzyskać z wody, a Ziemia jest pełna wody. To niemal niewyczerpane źródło energii. Musimy tylko dowiedzieć się, jak go używać, mówiła niedawno profesor Maria Zuber, wiceprezydent MIT ds. badawczych. Informowaliśmy wówczas o przełomie dokonanym na MIT i możliwości pojawienia się za 4 lata reaktora, który wytworzy energię netto.
      Obecnie na całym świecie istnieje co najmniej 35 firm działających na rynku fuzji jądrowej. Większość z nich to przedsiębiorstwa z USA i Europy. Dwanaście z tych 35 firm zadeklarowało, że dopiero rozpoczyna działalność lub też woli nie ujawniać swojego istnienia, zatem nie zostały uwzględnione w raporcie. Z pozostałych 23 firm kolejny tuzin działa nie dłużej niż 5 lat. Wśród 23 uwzględnionych w raporcie firm w USA działa 13, a w Europie 7, czego 5 w Wielkiej Brytanii.
      Z raportu The Global Fusion Industry in 2021 dowidujemy się, że prywatne przedsiębiorstwa zajmujące się fuzją termojądrową otrzymały od lat 90. finansowanie w wysokości ponad 1 miliarda 872 milionów USD, z czego 1,786 miliarda pochodziło ze źródeł prywatnych, a 85 milionów ze dotacji rządowych. W przedsiębiorstwa te inwestują m.in. Bezos Expeditions, Breakthrough Energy Ventures, Capricorn Investment Group, Chevron Technology Ventures, Google, Eni, Wellcome Trust czy Oxford Sciences Innovation.
      Nie każde z badanych przedsiębiorstw przyznało, jakie finansowanie otrzymało. Informacji takiej udzieliło 18 firm.
      Najwięcej pieniędzy, bo aż 85% całego finansowania, trafiło do 4 największych graczy na tym rynku. Są to Commonwealth Fusion Systems (USA, powstało w 2018 r.), General Fusion (Kanada, 2002 r.), , TAE Technologies (USA, 1998 r.) oraz Tokamak Energy (Wielka Brytania, 2009 r.).
      Głównym celem firm pracujących nad fuzją jądrową jest produkcja energii elektrycznej, jednak niemal połowa takich przedsiębiorstw planuje też wykorzystanie tej technologii jako napędu pojazdów kosmicznych, napędu statków i okrętów, pozyskiwania wodoru i dostarczania ciepła na potrzeby przemysłu.
      Przedsiębiorstwa z rynku fuzyjnego zatrudniają przede wszystkim inżynierów, którzy stanowią 51% ich załóg. Kolejnych 26% pracowników to naukowcy. Najpopularniejszymi rozwijanymi technologiami są magnetyczne uwięzienie plazmy, nad którym pracuje 13 z 23 ankietowanych przedsiębiorstw oraz magnetyczno-inercyjne uwięzienie plazmy (5 przedsiębiorstw).
      Najbardziej interesująca zaś była odpowiedź na pytanie, kiedy po raz pierwszy, gdzieś na świecie do sieci trafi prąd z elektrowni termojądrowej. Aż 17 przedsiębiorstw odpowiedziało, że stanie się to w przyszłej dekadzie. Z kolei 11 uważa, że w przyszłej dekadzie fuzja zostanie po raz pierwszy wykorzystana w roli napędu w przestrzeni kosmicznej.
      Największym i najbardziej znanym projektem związanym z fuzją jądrową jest budowany we Francji międzynarodowy reaktor ITER, który ma rozpocząć pracę jeszcze przed końcem dekady. Będzie to jednak reaktor eksperymentalny, który nie będzie wytwarzał energii netto. Innymi słowy, pochłonie więcej energii niż wytworzy. Podobnym projektem jest brytyjski STEP. Ma on ruszyć w latach 40. To zaś pokazuje, że firmy prywatne, chociaż ze znacznie mniejszym rozgłosem, planują zastosowanie fuzji jądrowej w praktyce znacznie szybciej, niż organizacje rządowe. Jednak będą to robiły na znacznie mniejszą skalę.
      Nasz raport pokazuje, że prywatny rynek fuzji jądrowej, bez rozgłosu, szybko przybliża nas do chwili rozpoczęcia komercyjnego dostarczania energii z reaktorów termojądrowych, mówi Melanie Windridge z FIA. Jej zdaniem pierwsze prywatne reaktory termojądrowe zaczną działać w latach 30., a w kolejnej dekadzie dostarczą energię na zasadach komercyjnych.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...