Bright SPARC: آیا دانشمندان MIT می توانند نیروی همجوشی را به واقعیت تبدیل کنند؟

ما از آنها برای ارائه بهترین تجربه به شما استفاده می کنیم. اگر به استفاده از وب سایت ما ادامه دهید، فرض می کنیم که از دریافت همه کوکی ها در این وب سایت خوشحال می شوید.

شرکت نفت ایتالیایی Eni 50 میلیون دلار در Commonwealth Fusion Systems سرمایه‌گذاری می‌کند، یکی از شاخه‌های MIT که با این موسسه در توسعه آهن‌رباهای ابررسانا برای تولید انرژی کربن صفر در آزمایش قدرت همجوشی به نام SPARC همکاری می‌کند. جولیان ترنر از رابرت مامگارد، مدیر عامل شرکت، تهمت می‌گیرد.

در اعماق تالارهای مقدس موسسه فناوری ماساچوست (MIT) انقلاب انرژی در حال وقوع است. پس از چندین دهه پیشرفت، دانشمندان بر این باورند که قدرت همجوشی سرانجام آماده است تا روز خود را به دست آورد و جام مقدس انرژی بی حد و حصر، بدون احتراق و کربن صفر ممکن است در دسترس باشد.

غول انرژی ایتالیا Eni با سرمایه گذاری 50 میلیون یورویی (62 میلیون دلاری) در پروژه ای مشترک با مرکز علوم و فیوژن پلاسما MIT (PSFC) و شرکت خصوصی Commonwealth Fusion Systems (CFS) که هدف آن ردیابی سریع برق فیوژن در شبکه است، این خوش بینی را دارد. در کمتر از 15 سال

کنترل همجوشی، فرآیندی که خورشید و ستارگان را نیرو می‌دهد، به دلیل مشکل دیرینه متوقف شده است: در حالی که این عمل مقادیر زیادی انرژی آزاد می‌کند، تنها در دمای شدید میلیون‌ها درجه سانتی‌گراد، داغ‌تر از مرکز زمین، قابل انجام است. خورشید، و برای هر ماده جامدی بسیار گرم است.

در نتیجه چالش محصور کردن سوخت‌های همجوشی در این شرایط شدید، آزمایش‌های قدرت همجوشی تا به حال با کسری انجام شده‌اند و انرژی کمتری نسبت به نیاز برای حفظ واکنش‌های همجوشی تولید می‌کنند و بنابراین قادر به تولید برق برای شبکه

رابرت مامگارد، مدیر عامل CFS، می‌گوید: «تحقیقات فیوژن در چندین دهه گذشته به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته‌اند که منجر به پیشرفت‌هایی در درک علمی و فناوری‌های انرژی همجوشی شده است.

CFS در حال تجاری سازی همجوشی با استفاده از رویکرد میدان زیاد است، جایی که ما در حال توسعه آهنرباهای میدان بالا جدید برای ساختن دستگاه های همجوشی کوچکتر با استفاده از رویکرد فیزیک مشابه برنامه های بزرگتر دولتی هستیم. برای انجام این کار، CFS در یک پروژه مشترک با MIT همکاری نزدیکی دارد که با توسعه آهنرباهای جدید شروع می شود.

دستگاه SPARC از میدان های مغناطیسی قدرتمندی برای نگه داشتن پلاسمای داغ - یک سوپ گازی از ذرات زیر اتمی - استفاده می کند تا از تماس آن با هر قسمتی از محفظه خلاء دونات شکل جلوگیری کند.

مامگارد توضیح می‌دهد: «چالش اصلی ایجاد یک پلاسما در شرایطی است که همجوشی اتفاق بیفتد، به طوری که انرژی بیشتری نسبت به مصرفش تولید کند. "این به شدت بر زیر شاخه ای از فیزیک به نام فیزیک پلاسما متکی است."

این آزمایش فشرده برای تولید حدود 100 مگاوات گرما در پالس‌های ده ثانیه‌ای طراحی شده است، همانقدری که یک شهر کوچک استفاده می‌کند. اما از آنجایی که SPARC یک آزمایش است، شامل سیستم هایی برای تبدیل نیروی همجوشی به الکتریسیته نمی شود.

دانشمندان MIT پیش بینی می کنند که خروجی بیش از دو برابر توان مصرفی برای گرم کردن پلاسما باشد و در نهایت به نقطه عطف فنی نهایی دست پیدا کنند: انرژی خالص مثبت حاصل از همجوشی.

مامگارد می‌گوید: «همجوشی در داخل پلاسمایی که در جای خود نگه داشته شده و با استفاده از میدان‌های مغناطیسی عایق شده است، رخ می‌دهد. این از نظر مفهومی مانند یک بطری مغناطیسی است. قدرت میدان مغناطیسی به شدت به توانایی بطری مغناطیسی در عایق کاری پلاسما مربوط می شود تا بتواند به شرایط همجوشی برسد.

بنابراین، اگر بتوانیم آهن‌رباهای قوی بسازیم، می‌توانیم پلاسماهایی بسازیم که با استفاده از نیروی کمتری برای حفظ آن گرم‌تر و متراکم‌تر شوند. و با پلاسماهای بهتر می‌توانیم دستگاه‌ها را کوچک‌تر و قابل کنترل‌تر برای ساخت و توسعه کنیم.

با ابررساناهای با دمای بالا، ما ابزار جدیدی برای ساخت میدان‌های مغناطیسی با قدرت بسیار بالا و در نتیجه بطری‌های مغناطیسی بهتر و کوچک‌تر داریم. ما معتقدیم که این ما را سریعتر به همجوشی می رساند.»

مامگارد به نسل جدیدی از مغناطیس‌های الکترومغناطیسی ابررسانا با حفره بزرگ اشاره می‌کند که پتانسیل تولید میدان مغناطیسی دو برابر قوی‌تر از میدان مغناطیسی بکار رفته در هر آزمایش همجوشی موجود را دارند و امکان افزایش بیش از ده برابری در توان در هر اندازه را فراهم می‌کنند.

آهنرباهای ابررسانای جدید که از نوار فولادی پوشیده شده با ترکیبی به نام اکسید ایتریم-باریم-مس (YBCO) ساخته شده اند، به SPARC این امکان را می دهند که خروجی توان همجوشی حدود یک پنجم ITER تولید کند، اما در دستگاهی که تنها حدود 1/65 است. حجم

آهنرباهای YBCO با کاهش اندازه، هزینه، جدول زمانی و پیچیدگی سازمانی مورد نیاز برای ساخت دستگاه های انرژی همجوشی خالص، رویکردهای جدید دانشگاهی و تجاری را برای انرژی همجوشی فعال می کنند.

مامگارد توضیح می‌دهد: «SPARC و ITER هر دو توکاماک هستند، نوع خاصی از بطری‌های مغناطیسی بر اساس علم پایه گسترده توسعه فیزیک پلاسما در طول دهه‌ها».

SPARC از نسل بعدی آهنرباهای ابررسانا با دمای بالا (HTS) استفاده خواهد کرد که امکان میدان مغناطیسی بسیار بالاتر را فراهم می کند و عملکرد همجوشی مورد نظر را در اندازه بسیار کوچکتر می دهد.

"ما معتقدیم که این یک جزء کلیدی برای دستیابی به همجوشی در یک مقیاس زمانی مرتبط با آب و هوا و یک محصول جذاب اقتصادی خواهد بود."

در موضوع مقیاس‌های زمانی و دوام تجاری، SPARC تکامل یک طرح توکامک است که برای دهه‌ها مورد مطالعه و اصلاح قرار گرفته است، از جمله کار در MIT که در دهه 1970 آغاز شد.

آزمایش SPARC با هدف هموار کردن راه برای اولین تاسیسات برق همجوشی واقعی در جهان با ظرفیت حدود 200 مگاوات برق، قابل مقایسه با اکثر نیروگاه های برق تجاری است.

علیرغم تردیدهای گسترده در مورد انرژی همجوشی - انی چشم انداز آینده نگر را دارد که اولین شرکت نفتی جهانی باشد که روی آن سرمایه گذاری زیادی می کند - طرفداران بر این باورند که این تکنیک به طور بالقوه می تواند بخش قابل توجهی از نیازهای رو به رشد انرژی جهان را برآورده کند و در عین حال کاهش دهد. انتشار گازهای گلخانه ای

مقیاس کوچکتر فعال شده توسط آهنرباهای ابررسانای جدید به طور بالقوه یک مسیر سریعتر و ارزانتر به الکتریسیته از انرژی همجوشی در شبکه را امکان پذیر می کند.

انی تخمین می زند که برای توسعه یک راکتور همجوشی 200 مگاواتی تا سال 2033، 3 میلیارد دلار هزینه خواهد داشت. پروژه ITER، همکاری بین اروپا، ایالات متحده، چین، هند، ژاپن، روسیه و کره جنوبی، بیش از نیمی از راه رسیدن به هدف خود برای اولین سوپر است. -آزمایش پلاسمای گرم تا سال 2025 و اولین همجوشی تمام توان تا سال 2035، و بودجه ای در حدود 20 میلیارد یورو دارد. همانند SPARC، ITER طوری طراحی شده است که برق تولید نمی کند.

بنابراین، با دور شدن شبکه ایالات متحده از نیروگاه های ذغال سنگ یکپارچه 2GW-3GW یا نیروگاه های شکافت به سمت نیروگاه هایی در محدوده 100MW-500MW، آیا برق همجوشی در یک بازار سخت رقابت می کند – و اگر چنین است، چه زمانی؟

مامگارد می‌گوید: «هنوز تحقیقاتی وجود دارد که باید انجام شود، اما چالش‌ها شناخته شده‌اند، نوآوری‌های جدید راه‌هایی را برای سرعت بخشیدن به کارها نشان می‌دهند، بازیگران جدیدی مانند CFS تمرکز تجاری را روی مشکلات می‌آورند و علم پایه بالغ شده است».

ما معتقدیم که همجوشی نزدیک‌تر از آن چیزی است که بسیاری فکر می‌کنند. با ما همراه باشید.» jQuery( document ).ready(function() { /* Companies carousel */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, AdaptiveHeight: true });

DAMM Cellular Systems A/S یکی از پیشتازان جهان در سیستم های ارتباطی رادیویی زمینی Trunked (TETRA) قابل اعتماد، ناهموار و به راحتی مقیاس پذیر و رادیو موبایل دیجیتال (DMR) برای مشتریان صنعتی، تجاری و ایمنی عمومی است.

DAMM TetraFlex Dispatcher با بهره‌وری افزایش یافته در سازمان‌ها، ناوگان مشترکینی را که به فرمان، کنترل و نظارت ارتباطات رادیویی نیاز دارند، راه‌اندازی می‌کند.

سیستم DAMM TetraFlex Voice and Data Log عملکردهای جامع و دقیق ضبط صدا و داده و همچنین طیف گسترده ای از امکانات ثبت CDR را ارائه می دهد.

Green Tape Solutions یک شرکت مشاوره استرالیایی است که در ارزیابی های زیست محیطی، تاییدیه ها و ممیزی ها و همچنین بررسی های زیست محیطی تخصص دارد.

هنگامی که به دنبال بهبود عملکرد و قابلیت اطمینان نیروگاه خود هستید، باید تجربه شبیه سازی مناسب را برای رسیدن به آن هدف داشته باشید. یک شرکت برای تولید شبیه‌سازهای واقعی نیروگاه تلاش می‌کند تا اطمینان حاصل کند که پرسنل شما دانش لازم برای راه‌اندازی ایمن و کارآمد نیروگاه شما را دارند.


زمان ارسال: دسامبر-18-2019
چت آنلاین واتس اپ!