Bright SPARC: mogu li naučnici sa MIT-a da fuzionu snagu učine stvarnošću?

Koristimo ih da vam pružimo najbolje iskustvo. Ako nastavite koristiti našu web stranicu, pretpostavit ćemo da ste sretni što ćete primiti sve kolačiće na ovoj web stranici.

Italijanska naftna kompanija Eni ulaže 50 miliona dolara u Commonwealth Fusion Systems, MIT spinout koji sarađuje s institutom na razvoju supravodljivih magneta za proizvodnju energije bez ugljika u eksperimentu snage fuzije pod nazivom SPARC. Džulijana Tarnera je izneo generalni direktor Robert Mumgaard.

Duboko u svetim salama Massachusetts Institute of Technology (MIT) događa se energetska revolucija. Nakon decenija napretka, naučnici vjeruju da je snaga fuzije konačno spremna da doživi svoj dan i da bi sveti gral neograničene energije bez izgaranja i bez ugljika mogao biti na dohvat ruke.

Italijanski energetski gigant Eni deli ovaj optimizam, ulažući 50 miliona evra (62 miliona dolara) u projekat saradnje sa MIT-ovim centrom za fuziju plazme i nauke (PSFC) i privatnom kompanijom Commonwealth Fusion Systems (CFS), čiji je cilj da ubrza fuzionu energiju u mrežu za samo 15 godina.

Kontrola fuzije, procesa koji pokreće sunce i zvijezde, zaustavljena je starim problemom: dok praksa oslobađa ogromne količine energije, može se izvesti samo na ekstremnim temperaturama od miliona stepeni Celzijusa, toplijim od centra sunce i previše vruće da bi bilo koji čvrsti materijal izdržao.

Kao rezultat izazova zatvaranja fuzijskih goriva u ovim ekstremnim uslovima, eksperimenti fuzijske snage su do sada bili u deficitu, generišući manje energije nego što je potrebno za održavanje fuzijskih reakcija, te stoga nisu u stanju proizvesti električnu energiju za mreža.

“Istraživanja fuzije su opsežno proučavana u posljednjih nekoliko decenija, što je rezultiralo napretkom u naučnom razumijevanju i tehnologijama za snagu fuzije,” kaže izvršni direktor CFS Robert Mumgaard.

“CFS komercijalizira fuziju koristeći pristup visokog polja, gdje razvijamo nove magnete visokog polja kako bismo napravili manje uređaje za fuziju koristeći isti pristup fizici kao i veći državni programi. Da bi to uradio, CFS blisko sarađuje sa MIT-om u zajedničkom projektu, počevši od razvoja novih magneta.”

SPARC uređaj koristi moćna magnetna polja da drži na mjestu vruću plazmu – plinovitu supu subatomskih čestica – kako bi spriječio da dođe u kontakt sa bilo kojim dijelom vakuumske komore u obliku krofne.

“Glavni izazov je stvoriti plazmu u uvjetima za fuziju tako da proizvodi više energije nego što troši”, objašnjava Mumgaard. “Ovo se u velikoj mjeri oslanja na podpolje fizike poznato kao fizika plazme.”

Ovaj kompaktni eksperiment je dizajniran da proizvede oko 100 MW toplote u impulsima od deset sekundi, onoliko snage koliko koristi mali grad. Ali, kako je SPARC eksperiment, neće uključivati ​​sisteme za pretvaranje fuzijske snage u električnu energiju.

Naučnici sa MIT-a predviđaju da će izlaz biti više nego dvostruko veći od snage koja se koristi za zagrijavanje plazme, čime je konačno postignuta ultimativna tehnička prekretnica: pozitivna neto energija iz fuzije.

"Fuzija se događa unutar plazme koja se drži na mjestu i izoluje pomoću magnetnih polja", kaže Mumgaard. “Ovo je konceptualno poput magnetne boce. Jačina magnetnog polja je jako povezana sa sposobnošću magnetne boce da izoluje plazmu tako da može da dostigne uslove fuzije.

“Dakle, ako možemo napraviti jake magnete, možemo napraviti plazmu koja može postati toplija i gušća koristeći manje energije za održavanje. A sa boljim plazmama možemo učiniti uređaje manjim i lakšim za konstruisanje i razvoj.

“Sa visokotemperaturnim supravodičima imamo novi alat za izradu magnetnih polja vrlo velike jačine, a time i boljih i manjih magnetnih boca. Vjerujemo da će nas ovo dovesti do brže fuzije.”

Mumgaard misli na novu generaciju supravodljivih elektromagneta velikog promjera koji imaju potencijal da proizvedu magnetsko polje dvostruko jače od onog korištenog u bilo kojem postojećem eksperimentu fuzije, omogućavajući više od deset puta povećanje snage po veličini.

Napravljeni od čelične trake presvučene spojem zvanim itrij-barij-bakar oksid (YBCO), novi supravodljivi magneti omogućit će SPARC-u da proizvede izlaznu snagu fuzije otprilike petinu od ITER-a, ali u uređaju koji iznosi samo oko 1/65 snage. volumen.

Smanjenjem veličine, troškova, vremenskog okvira i organizacijske složenosti potrebnih za izgradnju neto fuzionih energetskih uređaja, YBCO magneti će također omogućiti nove akademske i komercijalne pristupe fuzijskoj energiji.

„SPARC i ITER su oba tokamaka, specifična vrsta magnetne boce zasnovane na opsežnoj bazičnoj nauci o razvoju fizike plazme tokom decenija“, pojašnjava Mumgaard.

“SPARC će koristiti sljedeću generaciju visokotemperaturnih superprovodničkih (HTS) magneta koji omogućavaju mnogo veće magnetno polje, dajući ciljane performanse fuzije pri mnogo manjoj veličini.

“Vjerujemo da će ovo biti ključna komponenta postizanja fuzije u vremenskoj skali relevantnoj za klimu i ekonomski atraktivnog proizvoda.”

Što se tiče vremenskih okvira i komercijalne održivosti, SPARC je evolucija dizajna tokamaka koji se proučavao i usavršavao decenijama, uključujući rad na MIT-u koji je započeo 1970-ih.

SPARC eksperiment ima za cilj utrti put za prvu pravu fuzijsku elektranu na svijetu s kapacitetom od oko 200 MW električne energije, uporedivu sa većinom komercijalnih električnih elektrana.

Uprkos široko rasprostranjenom skepticizmu oko fuzijske moći – Eni ima viziju koja je okrenuta budućnosti da bude prva globalna naftna kompanija koja će u nju uložiti velika sredstva – zagovornici veruju da ova tehnika potencijalno može da zadovolji značajan deo rastućih svetskih energetskih potreba, dok istovremeno smanjuje emisije gasova staklene bašte.

Manja skala koju omogućavaju novi supravodljivi magneti potencijalno omogućava brži, jeftiniji put do električne energije iz fuzijske energije u mreži.

Eni procjenjuje da će razvoj fuzijskog reaktora od 200 MW do 2033. koštati 3 milijarde dolara. Projekat ITER, saradnja između Evrope, SAD-a, Kine, Indije, Japana, Rusije i Južne Koreje, više je od pola puta ka svom cilju prvog super -test zagrijane plazme do 2025. i prva fuzija pune snage do 2035. godine, a budžet ima oko 20 milijardi eura. Kao i kod SPARC-a, ITER je dizajniran tako da ne proizvodi električnu energiju.

Dakle, s obzirom da se američka mreža udaljava od monolitnih 2GW-3GW elektrana na ugalj ili fisionih elektrana prema onima u rasponu od 100MW-500MW, može li se fuzijska energija takmičiti na teškom tržištu – i, ako može, kada?

„Još ima istraživanja koja treba da se urade, ali izazovi su poznati, nove inovacije ukazuju na put da se stvari ubrzaju, novi igrači poput CFS-a stavljaju komercijalni fokus na probleme i osnovna nauka je zrela“, kaže Mumgaard.

“Vjerujemo da je fuzija bliža nego što mnogi misle. Ostanite sa nama.” jQuery( document ).ready(function() { /* Vrtuljak za kompanije */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, beskonačno: true, brzina: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true });

DAMM Cellular Systems A/S jedan je od svjetskih lidera u pouzdanim, robusnim i lako skalabilnim zemaljskim tranked radio (TETRA) i digitalnim mobilnim radio (DMR) komunikacijskim sistemima za industrijske, komercijalne i korisnike javne sigurnosti.

DAMM TetraFlex Dispatcher nudi povećanu efikasnost u organizacijama, upravljajući flotom pretplatnika kojima je potrebna komanda, kontrola i praćenje radio komunikacija.

DAMM TetraFlex Voice and Data Log System nudi sveobuhvatne i precizne funkcije snimanja glasa i podataka, kao i širok spektar objekata za evidentiranje CDR-a.

Green Tape Solutions je australska konsultantska kuća, specijalizovana za ekološke procjene, odobrenja i revizije, kao i ekološka istraživanja.

Kada želite da poboljšate performanse i pouzdanost svoje elektrane, poželjet ćete pravo iskustvo simulacije koje će vas dovesti tamo. Jedna kompanija je posvećena proizvodnji simulatora elektrana koji su istiniti u životu koji osiguravaju da vaše osoblje ima znanje potrebno za siguran i efikasan rad vaše elektrane.


Vrijeme objave: 18.12.2019
WhatsApp Online ćaskanje!