Bright SPARC: vai MIT zinātnieki var padarīt kodolsintēzes enerģiju par realitāti?

Mēs tos izmantojam, lai sniegtu jums vislabāko pieredzi. Ja turpināsiet izmantot mūsu vietni, mēs pieņemsim, ka esat priecīgs saņemt visas sīkdatnes šajā vietnē.

Itālijas naftas kompānija Eni iegulda 50 miljonus ASV dolāru Commonwealth Fusion Systems, MIT spinout, kas sadarbojas ar institūtu supravadošu magnētu izstrādē, lai ražotu nulles oglekļa enerģiju kodolsintēzes enerģijas eksperimentā ar nosaukumu SPARC. Džulians Tērners saņem pazeminājumu no izpilddirektora Roberta Mumgāra.

Dziļi Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) svētajās zālēs notiek enerģijas revolūcija. Pēc gadu desmitiem ilga progresa zinātnieki uzskata, ka kodolsintēzes enerģija beidzot ir gatava pieteikt savu dienu un ka neierobežotas, bezdegšanas un nulles oglekļa enerģijas svētais grāls var būt sasniedzams.

Itālijas enerģijas gigants Eni piekrīt šim optimismam, ieguldot 50 miljonus eiro (62 miljonus ASV dolāru) sadarbības projektā ar MIT Plazmas kodolsintēzes un zinātnes centru (PSFC) un privāto uzņēmumu Commonwealth Fusion Systems (CFS), kura mērķis ir paātrināt kodolsintēzes enerģijas ieviešanu tīklā. tikai 15 gadu laikā.

Kodolsintēzes kontroli, procesu, kas darbina sauli un zvaigznes, ir apstādinājusi sena problēma: lai gan šī prakse atbrīvo milzīgu enerģijas daudzumu, to var veikt tikai ekstremālās temperatūrās, kas ir miljoniem grādu pēc Celsija, kas ir karstāka nekā centrālais punkts. saule un pārāk karsts, lai kāds ciets materiāls varētu izturēt.

Sakarā ar izaicinājumu ierobežot kodolsintēzes degvielu šajos ekstremālos apstākļos, kodolsintēzes enerģijas eksperimenti līdz šim ir bijuši ar deficītu, radot mazāk enerģijas, nekā nepieciešams kodolsintēzes reakciju uzturēšanai, un tāpēc tie nespēj ražot elektroenerģiju režģi.

"Pēdējo desmitgažu laikā kodolsintēzes pētījumi ir plaši pētīti, kā rezultātā ir panākts progress zinātniskajā izpratnē un kodolsintēzes enerģijas tehnoloģijās," saka CFS izpilddirektors Roberts Mumgārds.

"CFS komercializē kodolsintēzi, izmantojot augsta lauka pieeju, kur mēs izstrādājam jaunus augsta lauka magnētus, lai izgatavotu mazākas kodolsintēzes ierīces, izmantojot to pašu fizikas pieeju kā lielākās valdības programmas. Lai to paveiktu, CFS cieši sadarbojas ar MIT sadarbības projektā, sākot ar jauno magnētu izstrādi.

Ierīce SPARC izmanto spēcīgus magnētiskos laukus, lai noturētu karsto plazmu – gāzveida subatomisku daļiņu zupu, lai novērstu tās saskari ar kādu virtuļa formas vakuuma kameras daļu.

"Galvenais izaicinājums ir izveidot plazmu tādos apstākļos, lai notiktu kodolsintēze, lai tā ražotu vairāk enerģijas nekā patērē," skaidro Mumgārds. "Tas lielā mērā ir atkarīgs no fizikas apakšnozares, kas pazīstama kā plazmas fizika."

Šis kompaktais eksperiments ir paredzēts, lai saražotu aptuveni 100 MW siltuma ar desmit sekunžu impulsiem, tikpat daudz jaudas, cik patērē maza pilsēta. Taču, tā kā SPARC ir eksperiments, tajā nebūs iekļautas sistēmas, kas kodolsintēzes enerģiju pārvērstu elektrībā.

MIT zinātnieki paredz, ka jauda būs vairāk nekā divas reizes lielāka par plazmas sildīšanai izmantoto jaudu, beidzot sasniedzot galveno tehnisko pavērsienu: pozitīvu neto enerģiju no kodolsintēzes.

"Kodolsintēze notiek plazmā, kas tiek turēta vietā un izolēta, izmantojot magnētiskos laukus," saka Mumgārds. "Tas konceptuāli ir kā magnētiska pudele. Magnētiskā lauka stiprums ir ļoti cieši saistīts ar magnētiskās pudeles spēju izolēt plazmu, lai tā varētu sasniegt saplūšanas apstākļus.

"Tādējādi, ja mēs varam izgatavot spēcīgus magnētus, mēs varam izgatavot plazmas, kas var kļūt karstākas un blīvākas, izmantojot mazāku jaudu, lai to uzturētu. Un ar labākām plazmām mēs varam padarīt ierīces mazākas un vieglāk pārvaldāmas konstruēšanai un attīstībai.

“Izmantojot augstas temperatūras supravadītājus, mums ir jauns rīks, lai izveidotu ļoti spēcīgas magnētiskos laukus un tādējādi labākas un mazākas magnētiskās pudeles. Mēs uzskatām, ka tas mūs novedīs pie saplūšanas ātrāk.

Mumgārds atsaucas uz jaunas paaudzes liela urbuma supravadītiem elektromagnētiem, kuriem ir potenciāls radīt divreiz spēcīgāku magnētisko lauku nekā tas, kas tiek izmantots jebkurā esošā kodolsintēzes eksperimentā, ļaujot vairāk nekā desmit reizes palielināt jaudu uz vienu izmēru.

Izgatavoti no tērauda lentes, kas pārklāta ar savienojumu, ko sauc par itrija-bārija-vara oksīdu (YBCO), jaunie supravadošie magnēti ļaus SPARC ražot kodolsintēzes jaudu apmēram piektdaļu no ITER, bet ierīcē, kas ir tikai aptuveni 1/65 apjoms.

Samazinot izmēru, izmaksas, laika grafiku un organizatorisko sarežģītību, kas nepieciešama, lai izveidotu neto kodolsintēzes enerģijas ierīces, YBCO magnēti nodrošinās arī jaunas akadēmiskas un komerciālas pieejas kodolsintēzes enerģijai.

“SPARC un ITER ir gan tokamaki, gan īpaša veida magnētiskās pudeles, kuru pamatā ir plašās pamatzinātnes par plazmas fizikas attīstību gadu desmitu laikā,” skaidro Mumgārds.

“SPARC izmantos nākamās paaudzes augstas temperatūras supravadītāju (HTS) magnētus, kas nodrošina daudz lielāku magnētisko lauku, nodrošinot mērķa kodolsintēzes veiktspēju daudz mazākā izmērā.

"Mēs uzskatām, ka tas būs galvenais komponents, lai panāktu kodolsintēzi klimatam atbilstošā laika posmā un ekonomiski pievilcīgu produktu."

Runājot par laika grafiku un komerciālo dzīvotspēju, SPARC ir tokamaka dizaina attīstība, kas ir pētīta un pilnveidota gadu desmitiem, tostarp darbs MIT, kas sākās 1970. gados.

SPARC eksperimenta mērķis ir pavērt ceļu pasaulē pirmajai patiesajai kodolsintēzes elektroenerģijas iekārtai ar aptuveni 200 MW elektroenerģijas jaudu, kas ir salīdzināma ar lielāko komerciālo elektrisko spēkstaciju jaudu.

Neraugoties uz plaši izplatīto skepsi attiecībā uz kodolsintēzes enerģiju — Eni ir uz nākotni vērsta vīzija būt pirmajai globālajai naftas kompānijai, kas tajā iegulda lielus ieguldījumus —, aizstāvji uzskata, ka šī tehnika potenciāli var apmierināt ievērojamu daļu no pasaules pieaugošajām enerģijas vajadzībām, vienlaikus samazinot enerģijas patēriņu. siltumnīcefekta gāzu emisijas.

Mazāks mērogs, ko nodrošina jaunie supravadošie magnēti, potenciāli nodrošina ātrāku un lētāku ceļu uz elektroenerģiju no kodolsintēzes enerģijas tīklā.

Eni lēš, ka 200 MW kodolsintēzes reaktora izstrāde līdz 2033. gadam izmaksās 3 miljardus ASV dolāru. ITER projekts, kas ir Eiropas, ASV, Ķīnas, Indijas, Japānas, Krievijas un Dienvidkorejas sadarbība, ir vairāk nekā pusceļā, lai sasniegtu savu mērķi izveidot pirmo superreaktoru. - apsildāmās plazmas tests līdz 2025. gadam un pirmā pilnas jaudas kodolsintēze līdz 2035. gadam, un tā budžets ir aptuveni 20 miljardi eiro. Tāpat kā SPARC, arī ITER ir paredzēts, lai neražotu elektroenerģiju.

Tātad, ASV tīklam pārejot no monolītām 2GW-3GW ogļu vai skaldīšanas spēkstacijām uz 100MW-500MW diapazonā esošajām spēkstacijām, vai kodolsintēzes enerģija var konkurēt grūtā tirgū — un, ja jā, tad kad?

"Joprojām ir jāveic pētījumi, taču izaicinājumi ir zināmi, jauni jauninājumi norāda uz ceļu, kā paātrināt lietas, jauni spēlētāji, piemēram, CFS, pievērš komerciālu uzmanību problēmām, un pamata zinātne ir nobriedusi," saka Mumgārds.

"Mēs uzskatām, ka kodolsintēze ir tuvāk, nekā daudzi cilvēki domā. Sekojiet līdzi jaunumiem.” jQuery( document ).ready(function() { /* Uzņēmumu karuselis */ jQuery('.carousel').slick({ punkti: patiess, bezgalīgs: patiess, ātrums: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true });

DAMM Cellular Systems A/S ir viens no pasaules līderiem uzticamu, izturīgu un viegli mērogojamu zemes maģistrālo radio (TETRA) un digitālo mobilo radio (DMR) sakaru sistēmu jomā rūpnieciskiem, komerciāliem un sabiedriskās drošības klientiem.

DAMM TetraFlex Dispatcher piedāvā paaugstinātu efektivitāti organizācijās, apkalpojot abonentu parku, kam nepieciešama radiosakaru vadība, kontrole un uzraudzība.

DAMM TetraFlex balss un datu reģistrēšanas sistēma piedāvā visaptverošas un precīzas balss un datu ierakstīšanas funkcijas, kā arī plašu CDR reģistrēšanas iespēju klāstu.

Green Tape Solutions ir Austrālijas konsultāciju uzņēmums, kas specializējas vides novērtējumos, apstiprinājumos un auditos, kā arī ekoloģiskajos apsekojumos.

Ja vēlaties uzlabot savas spēkstacijas veiktspēju un uzticamību, jūs vēlaties iegūt pareizo simulācijas pieredzi. Viens uzņēmums ir apņēmies ražot reālus spēkstaciju simulatorus, kas nodrošina, ka jūsu personālam ir nepieciešamās zināšanas, lai droši un efektīvi darbinātu jūsu spēkstaciju.


Izsūtīšanas laiks: 18.12.2019
WhatsApp tiešsaistes tērzēšana!