Bright SPARC: bolehkah saintis MIT menjadikan kuasa gabungan menjadi kenyataan?

Kami menggunakannya untuk memberikan anda pengalaman terbaik. Jika anda terus menggunakan tapak web kami, kami akan menganggap bahawa anda gembira menerima semua kuki di tapak web ini.

Syarikat minyak Itali Eni melabur $50m dalam Commonwealth Fusion Systems, sebuah spinout MIT yang bekerjasama dengan institut itu dalam pembangunan magnet superkonduktor untuk menghasilkan tenaga sifar karbon dalam eksperimen kuasa gabungan yang dipanggil SPARC. Julian Turner mendapat tawaran rendah daripada CEO Robert Mumgaard.

Jauh di dalam dewan suci Massachusetts Institute of Technology (MIT) revolusi tenaga sedang berlaku. Selepas beberapa dekad kemajuan, saintis percaya kuasa gabungan akhirnya bersedia untuk menuntut harinya dan bahawa grail suci tenaga sifar karbon tanpa had, tanpa pembakaran, mungkin berada dalam jangkauan.

Gergasi tenaga Itali Eni berkongsi keyakinan ini, melabur €50m ($62m) dalam projek kerjasama dengan Plasma Fusion and Science Centre (PSFC) MIT dan syarikat swasta Commonwealth Fusion Systems (CFS), yang bertujuan untuk mempercepatkan kuasa gabungan ke grid dalam tempoh seawal 15 tahun.

Mengawal pelakuran, proses yang menggerakkan matahari dan bintang, terhenti oleh masalah lama: sementara amalan itu mengeluarkan sejumlah besar tenaga, ia hanya boleh dilakukan pada suhu melampau berjuta-juta darjah Celsius, lebih panas daripada pusat matahari, dan terlalu panas untuk sebarang bahan pepejal untuk bertahan.

Hasil daripada cabaran pengekangan bahan api pelakuran dalam keadaan yang melampau ini, eksperimen kuasa pelakuran telah, sehingga kini, berjalan pada defisit, menjana tenaga yang kurang daripada yang diperlukan untuk mengekalkan tindak balas pelakuran, dan oleh itu tidak dapat menghasilkan tenaga elektrik untuk grid.

"Penyelidikan gabungan telah dikaji secara meluas sejak beberapa dekad yang lalu, menghasilkan kemajuan dalam pemahaman saintifik dan teknologi untuk kuasa gabungan," kata Ketua Pegawai Eksekutif CFS Robert Mumgaard.

“CFS sedang mengkomersialkan gabungan menggunakan pendekatan medan tinggi, di mana kami membangunkan magnet medan tinggi baharu untuk membuat peranti gabungan yang lebih kecil menggunakan pendekatan fizik yang sama seperti program kerajaan yang lebih besar. Untuk melakukan ini, CFS bekerjasama rapat dengan MIT dalam projek kerjasama, bermula dengan membangunkan magnet baharu.”

Peranti SPARC menggunakan medan magnet yang kuat untuk menahan plasma panas - sup gas zarah subatom - untuk mengelakkan ia bersentuhan dengan mana-mana bahagian ruang vakum berbentuk donat.

"Cabaran utama adalah untuk mencipta plasma pada keadaan untuk pelakuran berlaku supaya ia menghasilkan lebih banyak kuasa daripada yang digunakan," jelas Mumgaard. "Ini sangat bergantung pada subbidang fizik yang dikenali sebagai fizik plasma."

Percubaan padat ini direka untuk menghasilkan sekitar 100MW haba dalam denyutan sepuluh saat, sebanyak kuasa yang digunakan oleh sebuah bandar kecil. Tetapi, memandangkan SPARC adalah percubaan, ia tidak akan memasukkan sistem untuk menukar kuasa pelakuran kepada elektrik.

Para saintis di MIT menjangkakan output lebih daripada dua kali ganda kuasa yang digunakan untuk memanaskan plasma, akhirnya mencapai pencapaian teknikal muktamad: tenaga bersih positif daripada gabungan.

"Penyatuan berlaku di dalam plasma yang dipegang di tempatnya dan terlindung menggunakan medan magnet," kata Mumgaard. "Ini secara konsepnya seperti botol magnetik. Kekuatan medan magnet sangat kuat berkait dengan keupayaan botol magnet untuk melindungi plasma supaya ia boleh mencapai keadaan gabungan.

"Oleh itu, jika kita boleh membuat magnet yang kuat, kita boleh membuat plasma yang boleh menjadi lebih panas dan lebih padat menggunakan kuasa yang kurang untuk mengekalkannya. Dan dengan plasma yang lebih baik kita boleh menjadikan peranti lebih kecil dan lebih mudah diurus untuk dibina dan dibangunkan.

“Dengan superkonduktor suhu tinggi, kami mempunyai alat baharu untuk membuat medan magnet berkekuatan sangat tinggi, dan dengan itu botol magnet yang lebih baik dan lebih kecil. Kami percaya ini akan membawa kami kepada gabungan lebih cepat.”

Mumgaard merujuk kepada generasi baharu elektromagnet superkonduktor besar yang berpotensi menghasilkan medan magnet dua kali lebih kuat daripada yang digunakan dalam mana-mana eksperimen gabungan sedia ada, membolehkan peningkatan lebih daripada sepuluh kali ganda dalam kuasa setiap saiz.

Diperbuat daripada pita keluli yang disalut dengan sebatian yang dipanggil yttrium-barium-copper oxide (YBCO), magnet superkonduktor baharu akan membolehkan SPARC menghasilkan output kuasa gabungan kira-kira satu perlima daripada ITER tetapi dalam peranti yang hanya kira-kira 1/65 isipadu.

Dengan mengurangkan saiz, kos, garis masa dan kerumitan organisasi yang diperlukan untuk membina peranti tenaga gabungan bersih, magnet YBCO juga akan membolehkan pendekatan akademik dan komersial baharu, kepada tenaga gabungan.

"SPARC dan ITER adalah kedua-duanya tokamaks, jenis botol magnetik khusus berdasarkan sains asas yang meluas dalam pembangunan fizik plasma selama beberapa dekad," jelas Mumgaard.

“SPARC akan menggunakan generasi seterusnya magnet superkonduktor (HTS) suhu tinggi yang membolehkan medan magnet yang lebih tinggi, memberikan prestasi gabungan yang disasarkan pada saiz yang lebih kecil.

"Kami percaya ini akan menjadi komponen utama untuk mencapai gabungan pada skala masa yang berkaitan dengan iklim dan produk yang menarik dari segi ekonomi."

Mengenai subjek skala masa dan daya maju komersial, SPARC ialah evolusi reka bentuk tokamak yang telah dikaji dan diperhalusi selama beberapa dekad, termasuk kerja di MIT yang bermula pada 1970-an.

Percubaan SPARC bertujuan untuk membuka jalan bagi kemudahan kuasa gabungan sebenar pertama di dunia dengan kapasiti sekitar 200MW elektrik, setanding dengan kebanyakan loji janakuasa elektrik komersial.

Walaupun terdapat keraguan yang meluas mengenai kuasa gabungan – Eni mempunyai visi yang berpandangan ke hadapan untuk menjadi syarikat minyak global pertama yang melabur secara besar-besaran di dalamnya – penyokong percaya teknik ini berpotensi memenuhi sebahagian besar keperluan tenaga dunia yang semakin meningkat, pada masa yang sama mengurangkan pelepasan gas rumah hijau.

Skala yang lebih kecil yang didayakan oleh magnet superkonduktor baharu berpotensi membolehkan laluan yang lebih pantas dan lebih murah kepada elektrik daripada tenaga gabungan pada grid.

Eni menganggarkan ia akan menelan belanja $3 bilion untuk membangunkan reaktor gabungan 200MW menjelang 2033. Projek ITER, kerjasama antara Eropah, AS, China, India, Jepun, Rusia dan Korea Selatan, lebih separuh daripada sasarannya untuk sebuah super pertama. -ujian plasma dipanaskan menjelang 2025 dan gabungan kuasa penuh pertama menjelang 2035, dan mempunyai belanjawan sekitar €20bn. Seperti SPARC, ITER direka untuk tidak menghasilkan elektrik.

Jadi, dengan grid AS beralih daripada loji janakuasa arang batu 2GW-3GW monolitik ke arah yang berada dalam julat 100MW-500MW, bolehkah kuasa gabungan bersaing dalam pasaran yang sukar – dan, jika ya, bila?

"Masih ada penyelidikan yang perlu dilakukan, tetapi cabarannya diketahui, inovasi baharu menunjukkan jalan untuk mempercepatkan perkara, pemain baharu seperti CFS membawa tumpuan komersial kepada masalah dan sains asasnya matang," kata Mumgaard.

"Kami percaya bahawa gabungan lebih dekat daripada yang difikirkan oleh ramai orang. Nantikan.” jQuery( document ).ready(function() { /* Companies carousel */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slaidToScroll: 1, adaptiveHeight: benar });

DAMM Cellular Systems A/S ialah salah satu peneraju dunia dalam sistem komunikasi Radio Terrestrial Trunked (TETRA) dan radio mudah alih digital (DMR) yang boleh dipercayai, lasak dan mudah berskala untuk pelanggan industri, komersial dan keselamatan awam.

DAMM TetraFlex Dispatcher menawarkan peningkatan kecekapan dalam organisasi, mengendalikan kumpulan pelanggan yang memerlukan arahan, kawalan dan pemantauan komunikasi radio.

Sistem Log Data dan Suara DAMM TetraFlex menawarkan fungsi rakaman suara dan data yang komprehensif dan tepat, serta pelbagai kemudahan pembalakan CDR.

Green Tape Solutions ialah perundingan Australia, yang mengkhusus dalam penilaian alam sekitar, kelulusan dan pengauditan, serta tinjauan ekologi.

Apabila anda ingin meningkatkan prestasi dan kebolehpercayaan loji kuasa anda, anda memerlukan pengalaman simulasi yang betul untuk membawa anda ke sana. Satu syarikat mempunyai dedikasi untuk menghasilkan simulator loji kuasa sebenar yang memastikan kakitangan anda mempunyai pengetahuan yang diperlukan untuk mengendalikan loji kuasa anda dengan selamat dan cekap.


Masa siaran: Dis-18-2019
Sembang Dalam Talian WhatsApp !