Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Fuzja jądrowa to bardzo obiecujące, źródło czystej energii. Wciąż jednak istnieją olbrzymie trudności natury technicznej, które uniemożliwiają zbudowanie wydajnego reaktora fuzyjnego. Tymczasem tego typu urządzenia mogłyby na długi czas rozwiązać problemy energetyczne, gdyż posiadamy sporo potencjalnych źródeł taniego paliwa, podczas fuzji nie są produkowane żadne zanieczyszczenia, powstaje jedynie niewielka ilość odpadów radioaktywnych o bardzo krótkim czasie połowicznego rozpadu.

Jednym z największych problemów, z którym borykają się badacze fuzji, jest utrzymanie plazmy z dala od ścian reaktora. Gdy plazma styka się ze ścianami, traci ciepło. Problemem są też wewnętrzne turbulencje, które zmniejszają efektywność reakcji. Z tych powodów dotychczas nie udało się stworzyć eksperymentalnego reaktora, który produkowałby więcej energii niż sam jej potrzebuje do pracy.

Yijun Lin i John Rice z MIT-u opracowali metodę utrzymania plazmy z dala od ścian reaktora za pomocą fal radiowych. Ponadto, jak wykazały eksperymenty, ich technika zapobiega powstawaniu wewnętrznych turbulencji w plazmie.

To bardzo ważne odkrycie, gdyż obecnie stosowane techniki "odpychania" plazmy nie będą sprawdzały się w dużych reaktorach. Działają jedynie w niewielkich urządzeniach eksperymentalnych.

Twórcy nowej technologii przyznają, że sami jej do końca nie rozumieją. Niektóre wyniki testów są "zaskakujące dla teoretyków" - mówi Lin. Dodaje, że obecnie nie istnieje teoria, która potrafiłaby wytłumaczyć część zjawisk i wyjaśnić, dlaczego nowa technika działa.

Testy wykazały jednak, że funkcjonuje ona tak, jakbyśmy tego chcieli i sprawdzi się w dużych reaktorach, takich jak np. ITER.

Odkrycie Rice'a i Lina nadeszło w samą porę. Na całym świecie naukowcy od lat szukali sposobu na kontrolowanie ruchów plazmy i dotąd się to nie udawało. Tymczasem już za osiem lat ma ruszyć ITER i, gdyby nie prace uczonych z MIT-u, cały projekt mógłby spalić na panewce.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wiecie co, patrze na zdjecie artykulu, czytam tytul jeszcze raz patrze na zdjecie i zaczalem sie zastanawiac.....

Czemu ci naukowcy chca miec plazme z dala od scian, gdzie oni widza reaktor w plazmie, co oni chca wlasciwie od mojego KINA DOMOWEGO ?

 

Z takim wlasnie nastawieniem zaczalem czytac artykul, potem sie wszystko wyjasnilo :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hyhy xD

Tez moim pierwszym skojarzeniem byl jakis ogromny TV, i ze - jak po czesci widac na zdjeciu - ktos wysyla w kierunku owego TV jakies fake radiowe i sa znieksztalcenia ;]

 

W ogole samo pojecie 'plazmy' jest dla mnie abstrakcyjne - co to jest wlasciwie ta plazma? Bo domyslam sie ze raczej nie jest to kleiste-cos, czym strzela sie w grach wideo xD

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zdaje się, że jeden ze stanów skupienia. Bo artykuł raczej dotyczy fizyki, nie biologii :D.

 

//edit

 

A tak btw... kiedy dotarły do mnie jakoś dwa lata temu informacje na temat daty powstania ITERu, sądziłem, że wszystko już dopracowano od strony teoretycznej i wystarczy to zbudować. Jak można podawać opinii publicznej datę powstania elektrowni nie wiedząc jak ona będzie działać?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czym jest plazma?

Postaram ująć się to w skrócie i może nie jest to do końca prawda (ale troszke zobrazuje):

Plazmą nazywamy zjonizowany gaz (zazwyczaj o bardzo wysokiej energii -> wysokiej temp.) który w konsekwencji zachowuje się inaczej niż materia pozostałych 3 stanów skupienia ;-)!

 

Co do samego artykułu to muszę przyznać, że odkrycie przełomowe! Powstanie reaktorów fuzyjnych całkowicie wyeliminuje problemy energetyczne ludzkości ;-o!

Share this post


Link to post
Share on other sites
Jak można podawać opinii publicznej datę powstania elektrowni nie wiedząc jak ona będzie działać?

A kto Tobie naopowiadał, że ITER będzie elektrownią? Toć to przecież wyłącznie reaktor eksperymentalny! On ma mieć moc około 1% elektrowni w Bełchatowie, o ile dobrze pamiętam :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

A kto Tobie naopowiadał, że ITER będzie elektrownią? Toć to przecież wyłącznie reaktor eksperymentalny! On ma mieć moc około 1% elektrowni w Bełchatowie, o ile dobrze pamiętam :D

 

To ma być coś w rodzaju eksperymentalno-badawczego prototypu. Obecnie istnieje kilka eksperymentalnych reaktorów termojądrowych. Na przykład ten, w którym MIT robił badania. Ale to małe urządzenia. ITER ma być chyba pełnowymiarowym reaktorem, który pozwoli sprawdzić jak działają duże urządzenia tego typu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Z czystej ciekawości sprawdziłem informacje na ten temat. Ciekawy cytat:

 

"ITER is designed to produce approximately 500 MW (500,000,000 watts) of fusion power sustained for up to 1000 seconds [...]. Although ITER is expected to produce (in the form of heat) 5-10 times more energy than the amount consumed to heat up the plasma to fusion temperatures, the generated heat will not be used to generate any electricity."

 

Czyli czas jednorazowej będzie dość krótki, a do tego moc nominalna będzie wynosiła nieco ponad 10% maksymalnej mocy elektrowni w Bełchatowie (4400 MW, ale z możliwością ciągłej pracy). A do tego wydajność pozostawia trochę do życzenia. Być może w przyszłości udałoby się przechwytywać wytwarzane ciepło i przetwarzać je na elektryczność za pomocą zwykłej turbiny parowej. Ale wiadomo, że nie o to chodzi w reaktorze eksperymentalnym :D

 

A w nawiązaniu do samej notki: brakuje, niestety, informacji na temat  ilości energii koniecznej do utrzymania plazmy w miejscu. Przydałoby się, żeby autorzy technologii opublikowali informacje na ten temat.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chociaż wyniki odnośnie mocy mogą pozostawiać na chwilę obecną wiele do życzenia, to tak jak Mariusz Błoński powiedział, będzie to tylko i wyłącznie reaktor eksperymentalny i z pewnością na nim badania się nie skończą.

 

Na całym świecie naukowcy od lat szukali sposobu na kontrolowanie ruchów plazmy i dotąd się to nie udawało.

 

Moim zdaniem w całym artykule należy przede wszystkim zauważyć właśnie ten element

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińskie konsorcjum zdobyło zamówienie na budowę TAC-1, głównego elementu tokamaka ITER. Wspomniane konsorcjum tworzą Instytut Fizyki Plazmy, Instytuty Hefei Nauk Fizycznych, Chińska Inżynieria Energetyki Jądrowej, China Nuclear Industry 23 Construction, Południowozachodni Instytut Fizyki oraz Framatom. Na jego czele stoi Luo Delong, dyrektor generalny Centrum Wykonawczego Chińskiego Międzynarodowego Programu Energii Fuzyjnej.
      ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor Project) to jeden z najbardziej ambitnych projektów mających na celu stworzenie reaktora fuzyjnego. Jego głównym zadaniem jest budowa wielkiego tokamaka, w którym będą zachodziły procesy podobne do tych, jakie zachodzą na Słońcu. Ma być to szansa na stworzenie niewyczerpanego źródła czystej energii.
      W prace nad ITER zaangażowanych jest 35 krajów, a siedmiu członków tworzących ITER to Chiny, UE, Indie, Japonia, Korea Południowa, Rosja i USA. TAC-1, na wykonanie którego kontrakt zdobyli Chińczycy to główna część tokamaka. Składa się ona z siedmiu innych części, w tym systemów magnesów, układów diagnostycznych czy osłony.
      Chiński Instytut Fizyki Plazmy (ASIPP) posiada już własny niewielki tokamak, który służy badaniom nad fuzją jądrową. Doświadczenie zdobyte przez chińskich naukowców i inżynierów zapewniło im przewagę nad konkurencją i było jedym z czynników, które zdecydowały o przyznaniu im kontraktu na TAC-1.
      Przedstawiciele ASIPP przyznają, że to największy kontrakt w historii ich instytucji. Wcześniej prowadzili prace m.in. w rosyjskim tokamaku NICA (Nuclotron-based Ion Collider Facility), niemieckim ASDEX Upgrade (Axially Symmetric Divertor Experimebnt) oraz francuskim WEST (W Environment in Steady-state Tokamak).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Świat potrzebuje nowych źródeł energii. Musimy odejść od energetyki opartej na węglu, jednocześnie jednak coraz większym miastom energii nie zapewnią elektrownie wiatrowe czy słoneczne. Energetyka atomowa wciąż zaś budzi liczne obawy.
      Potrzebne jest czyste, bezpieczne, pewne, efektywne źródło, z którego można produkować duże ilości energii, a które nie będzie zajmowało tak olbrzymich obszarów, jak farmy wiatrowe czy słoneczne. Takim źródłem może być reaktor fuzyjny.
      Kanadyjscy eksperci twierdzą, że dzięki ostatnim postępom technologicznym oraz prywatnym inwestycjom pierwsze komercyjne reaktory produkujące energię z fuzji jądrowej mogą pojawić się już za 10–15 lat.
      Fuzja jądrowa polega na łączeniu lekkich jąder w jądro cięższe. Jest to więc inne zjawisko niż to, które zachodzi w reaktorach atomowych, gdzie cięższe jądra są rozszczepiane. Wiąże się to z uwolnieniem energii i niebezpiecznego promieniowania. Koszty awarii i wypadków w elektrowniach atomowych są niezwykle wysokie. Konieczność zapewnienia bezpieczeństwa powoduje, że koszty budowy elektrowni atomowych stały się zbyt wysokie. W ubiegłym tygodniu firma Hitachi zrezygnowała z budowy elektrowni w Wielkiej Brytanii, odpisując na poczet strat 3 miliardy dolarów. Dlatego też elektrownie atomowe są obecnie budowane w głównej mierze z pieniędzy podatników lub też przez nie gwarantowane. A koszty budowy, użytkowania i składowania odpadów z takich elektrowni ciągle rosną. Jednocześnie zaś ciągle spadają koszty pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych.
      Elektrownie atomowe stały się więc nieopłacalne, a źródła odnawialne nie zapewniają wystarczającej ilości energii. Problemem jest bowiem gęstość energii. Rozrastające się miasta, których mieszkańcy używają coraz więcej urządzeń wymagających energii elektrycznej i których przyszłością są samochody elektryczne potrzebują skoncentrowanych źródeł energii. Jeśli spróbujemy przestawić się na energię odnawialną, to gęstość źródeł energii spadnie, gdy tymczasem potrzebujemy jej wzrostu.
      Przejście na energetykę odnawialną wymaga też całkowitego przeprogramowania i przebudowy systemów energetycznych. Proces ten właśnie trwa w wielu miejscach na świecie. Jednak może go zatrzymać szybkie pojawienie się energii z fuzji jądrowej. Skomercjalizowanie tego typu systemu produkcji energii zaważyłoby nie tylko na losach energetyki opartej na węglu, ale również tej opartej na słońcu i wietrze.
      Mike Delage, prezes ds. technologicznych firmy General Fusion twierdzi, że komercyjna fuzja jądrowa może zadebiutować na rynku już za 10 lat. Jednym z powodów, dla których tak twierdzi, jest rosnące zainteresowanie tym rynkiem ze strony prywatnego biznesu. Piętnaście lat temu na tym rynku działało General Fusion i jedna lub dwie inne firmy. Teraz wiemy o istnieniu ponad 20 firm, mówi Delage. Jedną z nowych firm jest Commonwealth Fusion Systems z MIT, który został dofinansowany kwotą 50 milionów USD przez włoskiego giganta energetycznego ENI.
      Wielu ekspertów twierdzi jednak, że na komercyjne reaktory fuzyjne będziemy musieli poczekać do około 2050 roku. Niezależnie jednak od tego, czy energię z fuzji opanujemy za 10 czy za 30 lat, jej pojawienie się doprowadzi do marginalizacji dotychczasowych metod produkcji energii, zauważa fizyk Allan Offenberger, który pracował jako doradca wielu rządów na całym świecie. Jednak, jak dodaje uczony, tak perspektywa 10, jak i 30 lat to zbyt długo, by czekać. Należy przestawiać gospodarkę na energię odnawialną, energetyka oparta na węglu, chociaż będzie odgrywała coraz mniejsze znaczenie, wciąż będzie potrzebna, a kluczową rolę w okresie przejściowym odegra energia atomowa. Reaktory fuzyjne nie pojawią się na tyle szybko, byśmy mogli błyskawicznie przerwać emisję gazów cieplarnianych. Potrzebujemy okresu przejściowego, po którym fuzja jądrowa będzie głównym źródłem energii. To jednak potrwa. Można tylko powiedzieć, że stanie się to w obecnym wieku, dodaje Offenberger.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Przed tygodniem w National Ignition Facility (NIF) uzyskano rekordowo silny impuls lasera. W ramach badań nad nowymi źródłami energii 192 lasery wysłały jednocześnie ultrafioletowe impulsy świetlne w kierunku centralnej komory, w której uzyskano 1,875 megadżula. Każdy z impulsów trwał 23 miliardowe części sekundy i w sumie wygenerowały one moc 411 biliardów watów (TW) czyli 1000 razy większą niż potrzebna jest do zasilenia całych Stanów Zjednoczonych.
      To ważny krok w kierunku rozpoczęcia fuzji. Podczas przygotowań do uruchomienia NIF dokonywaliśmy wielu podobnych prób, podczas których uruchamiany był jeden laser czy też zestawy po cztery. Tym razem jednak jednocześnie wystrzeliły 192 lasery - mówi Edward Moses, dyrektor NIF.
      Moc laserów NIF wynosi w sumie 2,03 MJ, jednak zanim promienie dosięgną centralnej komory ich moc nieco spada ona podczas przechodzenia przez instrumenty diagnostyczne i optykę. NIF jest zatem pierwszym ośrodkiem, w którym lasery ultrafioletowe osiągnęły moc 2 MJ. To niemal 100-krotnie więcej niż możliwości innych podobnych ośrodków.
      Podczas testu osiągnięto też bardzo dużą precyzję produkcji energii. Odchylenie nie przekraczało 1,3%. Precyzja jest niezwykle ważna, gdyż to rozkład energii pomiędzy poszczególnymi promieniami będzie decydował o symetrii implozji w kapsułach zawierających paliwo niezbędne do rozpoczęcia fuzji.
      National Ignition Facility pracuje w ramach Lawrence Livermore National Laboratory. O otwarciu zakładu oraz jego zadaniach informowaliśmy w 2009 roku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Użytkownicy smartfonów, którym zależy na dłuższej pracy na pojedynczym ładowaniu baterii powinni zastanowić się nad częstszym używaniem... płatnych wersji oprogramowania. Abhinav Pathak i Charlie Hu z Purdue University oraz Ming Zhang z Microsoft Research odkryli, że bezpłatne aplikacje zużywają niezwykle dużo energii.
      Badacze stworzyli program Eprof, który bardzo szczegółowo opisuje zużycie energii przez urządzenie podczas używania różnych aplikacji. Następnie sprawdzili za jego pomocą smartfony z systemami Android i Windows Phone. Okazało się, że bezpłatne oprogramowanie, takie jak np. Angry Birds, Free Chess, Facebook i NYTimes na potrzeby swoich zasadniczych funkcji wykorzystuje jedynie 10-30 procent zużywanej energii. Na przykład Angry Birds używają tylko 20% wykorzystywanej energii na obsługę gry, a 45% jest zużywane na określenie lokalizacji użytkownika przez GPS oraz ładowanie odpowiednich reklam przez 3G. Łącze 3G pozostaje otwarte przez około 10 sekund po zakończeniu transmisji, co zużywa kolejne 28% energii.
      Eprof wykazał też, że takie marnotrawstwo energii jest związane z błędami niechlujnie napisanym kodem do zarabiania na bezpłatnych programach.
      Badacze udowodnili, że wilk może być syty i owca cała - poprawili kod w czterech programach, zmniejszając konsumpcję energii od 20 do 65 procent.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Inżynierowie z Pennsylvania State University połączyli dwie technologie pozyskiwania energii - biochemiczne ogniwa paliwowe wykorzystujące mikroorganizmy oraz odwróconą elektrodializę - dzięki czemu udało się oczyścić ścieki dzięki energii pozyskanej z nich samych. Co więcej, powstała też nadmiarowa energia, którą można odprowadzić do sieci.
      Profesor Bruce E. Logan, który nadzorował badania, mówi, że ich celem jest doprowadzenie do sytuacji, w której systemy dostarczania wody i odprowadzania ścieków będą energetycznie samowystarczalne. Zdaniem Logana miejskie ścieki mają kolosalny potencjał energetyczny. Można z nich pozyskać nawet 9-krotnie więcej energii niż potrzeba do ich oczyszczenia. Nie trzeba dużo myśleć, by dojść do wniosku, że cały proces można uczynić przynajmniej neutralnym pod względem zużycia energii - stwierdził uczony.
      Połączenie ogniwa biochemicznego i odwróconej elektrodializy pozwoliło na przezwyciężenie słabości obu tych technologii.
      Ogniwo biochemiczne składa się z dwóch komór przedzielonych półprzepuszczalną membraną, którą protony mogą przenikać tylko w jedną stronę. Wystarczy wsadzić elektrody do komór, by uzyskać baterię. Do jednej z elektrod należy przyczepić mikroorganizmy rozkładające molekuły organiczne. Z ich rozkładu powstają prostsze molekuły oraz protony i elektrony. Protony przechodzą przez membranę, tworząc potencjał pomiędzy obiema komorami, a elektrony przepływają poprzez elektrodę do sąsiedniej komory, gdzie łączą się z protonami i tlenem, tworząc wodę.
      Odwrócona elektrodializa również korzysta z przepływu jonów, jednak działa dzięki różnej ich koncentracji. Do pracy wymaga dwóch membran - jednej pozwalającej na przepływ jonów ujemnych, drugiej umożliwiającej przepływ jonów dodatnich. Całość trzeba zatem podzielić na trzy komory. Jeśli np. do środkowej wlejemy wodę morską, a do bocznych słodką, to jony przenikną przez odpowiednie membrany, w wyniku czego jedna z bocznych komór będzie naładowana dodatnio, druga - ujemnie.
      Obie te metody nie są pozbawione wad. Biochemiczne ogniwo paliwowe pozwala na uzyskanie niewielkiej mocy, a odwrócona elektrodializ działa, gdy połączymy co najmniej 20 par membran, co jest kosztownym przedsięwzięciem.
      Dzięki połączeniu obu technologii liczbę par membran w systemie odwróconej elektrodializy zmniejszono do 5, jednocześnie zwiększając 7-krotnie moc uzyskiwaną z ogniwa biochemicznego.
      Kluczowym elementem całości jest użycie w miejsce wody morskiej wodorosoli amonowej kwasu węglowego (NH4HCO3). Sól tę można odzyskiwać z roztworu po podgrzaniu go do nieco ponad 40 stopni Celsjusza, co oznacza, że można poddawać ją recyklingowi wykorzystując ciepło odpadowe całego procesu.
      Największym problemem stojącym przed zespołem Logana jest przeskalowanie urządzenia tak, by można było przeprowadzić testy w istniejących systemach wodociągowych.
×
×
  • Create New...