Рубрика «термоядерный реактор» - 2

в 9:59, , рубрики: итоги года, ИТЭР, Научно-популярное, термоядерный реактор, термоядерный синтез, физика, Энергия и элементы питания

Проект

Прошедший год для Международного Экспериментального Термоядерного Реактора ИТЭР (о проекте) стал, для внешнего наблюдателя, наверное, одним из самых спокойных за все годы строительства (с 2009 года). Для меня же лично этот год был отмечен посещением площадки ИТЭР в сентябре 2018 года, поэтому этот ежегодный отчет будет разбавлен личными впечатлениями и фотографиями.

image

Три года назад у проекта официально сменился директор — им стал энергичный француз Бернар Биго. Осознавая сложное положение, в котором ИТЭР находился в момент начала его правления (нарастающее колоссальное отставание графика и перерасходы ставили вопрос о закрытии), Биго предпринял несколько важных управленческих решений, в том числе — создание “всеобъемлющего плана сооружения”. Как известно, графики такого масштаба точно соблюдаются только в момент создания/обновления, и за 2 прошедших года можно констатировать, что 100% следования даже новому графику нет. Однако, ситуация явно лучше, чем было в период 2009-2015 годов, и отставание на сегодня составляет 6-9 месяцев, тем более, что появляются варианты “уплотнения” планов сборки реактора. Величина в пределах года не слишком критична для такого проекта, вопрос в основном — что будет с динамикой отставания дальше?
Читать полностью »

в 10:14, , рубрики: jet, Научно-популярное, термоядерный реактор, физика, эксперимент

Крупнейший в мире токамак JET после 18 месяцев подготовки и ремонта восстанавливает работу с целью начать в следующем году запуски с дейтерий-тритиевой плазмой, т.е. реальные термоядерные запуски. Подобные эксперименты не проводились на токамаках с середины 90х годов и пришло время накопившиеся новые идеи проверить экспериментально.

image
Композиционное изображение вакуумной камеры токамака JET (диаметром около 8 метров) и плазмы во время экспериментов.

Именно здесь, на JET в 1997 году был поставлен рекорд мощности термоядерной реакции для магнитных ловушек — 16 мегаватт в течении примерно 100 миллисекунд. Длительность тогда, впрочем, ограничивалась длительностью работы системы инжекции нейтралов, отвечающей за внешний нагрев плазмы. Сегодня эти ограничения гораздо мягче, поэтому есть планы продержать 16-мегаваттное горение в течении ~5 секунд. Опять же, дольше нельзя, т.к. есть определенный лимит на общее облучение конструкции вакуумной камеры термоядерными нейтронами.
Читать полностью »

в 7:37, , рубрики: будущее здесь, Курчатовский институт, Научно-популярное, Т-15МД, термоядерный реактор, термоядерный синтез, токамак, Энергия и элементы питания

Курчатовский институт готовится к пуску гибридного токамака Т-15МД - 1
Монтаж центрального соленоида Т-15, 80-е годы

В научно-исследовательского центре «Курчатовский институт» разобрали старый исследовательский реактор Т-15 в здании института — и теперь на его фундаменте строят новую гибридную установку.

«Гибридный токамак сейчас называется Т-15МД. Это большая установка, в конце года мы её должны собрать на месте старой Т-15 в этом здании [Курчатовского института]. Ту [старую установку] мы разобрали, строим новую на её фундаменте», — сказал научный руководитель Курчатовского комплекса термоядерной энергетики и плазменных технологий Петр Хвостенко.

Новый реактор соберут к концу 2018 года, физический пуск запланирован на 2020 год. На нём будут отрабатывать технологии, «которые необходимы для термоядерного источника нейтронов именно для гибридного реактора».
Читать полностью »

в 7:00, , рубрики: ITER, термояд, термоядерный реактор, физика, электроэнергия, Энергия и элементы питания

Год назад я критиковал термоядерный синтез как источник энергии в статье "Термоядерные реакторы: не такие, какие должны были быть". Статья вызвала большой интерес, и меня попросили написать продолжение, чтобы продолжить обсуждение темы с читателями журнала Bulletin. Но сначала, небольшое резюме для тех, кто только что к нам присоединился.

Я физик, исследователь, 25 лет работавший над экспериментами с ядерным синтезом в Лаборатории физики плазмы в Принстоне, Нью-Джерси. Меня интересовали исследования в области физики плазмы и производстве нейтронов, связанном с исследованиями и разработкой ядерной энергии. Теперь я на пенсии, и могу взглянуть на всю эту область бесстрастно, и мне кажется, что коммерческий термоядерный реактор привнесёт больше проблем, чем сможет решить.

Поэтому я чувствую, что должен развеять всякие сенсации, появившиеся вокруг темы термоядерной энергии, которую часто называют «идеальным» источником энергии, и представляют, как волшебное решение мировых энергетических проблем. В прошлогодней статье доказывалось, что все постоянно рекламируемые возможности этой идеальной энергии (обычно это «нескончаемая, дешёвая, чистая, безопасная, свободная от радиации») разбиваются о жестокую реальность, и что термоядерный реактор на самом деле приближается к противоположности идеи об идеальном источнике энергии. Но в той статье в основном обсуждались недостатки концептуальных термоядерных реакторов, и сторонники этой идеи продолжают настаивать на том, что эти недочёты когда-нибудь как-нибудь будут исправлены.
Читать полностью »

в 17:00, , рубрики: Commonwealth Fusion Systems, YBCO, будущее здесь, Научно-популярное, термояд, термоядерный реактор, физика, Энергия и элементы питания, ядерный синтез

MIT обещает запустить небольшую термоядерную электростанцию за 15 лет - 1
Визуализация термоядерного реактора SPARC. У него мощность 20% от ИТЭР, а размер в 65 раз меньше. Иллюстрация: Ken Filar/MIT

Управляемый термоядерный синтез — настоящая чаша святого Грааля для энергетики. Если физики научатся удерживать плазму в магнитной ловушке и тратить на магниты меньше энергии, чем выделяется в результате реакции, то человечество получит практически неисчерпаемый источник чистой энергии, а об ископаемом топливе из углеводородов и урана можно будет забыть как о страшном сне (тем более что их запасов надолго не хватит).

Сейчас человечество потребляет 22,4 ТВт·ч электроэнергии ежегодно (в среднем по миру 3052 кВт·ч на человека, в России — 6588 кВт·ч, в США — 12833 кВт·ч, на Гаити — 40 кВт·ч на человека). Потребление растёт с каждым годом, а ископаемые источники рано или поздно закончатся (того же урана осталось примерно на 50 лет).

Поэтому уже сейчас необходимо готовиться к окончанию эпохи использования ископаемых типов горючего — и рассматривать альтернативные варианты. Это могут быть реакторы на тории, плутониевые бридеры на быстрых нейтронах, солнечные батареи (для удовлетворения потребностей человечества достаточно собирать 0,5% солнечной энергии, падающей на Землю) и проч. Но ядерный синтез — это кардинальное решение проблемы, потому что он потенциально представляет собой неистощимый источник энергии для развития Вселенной вообще. Ядерный синтез обеспечит не только текущие энергетические потребности человечества (22,4 ТВт·ч электричества в год), но даст гораздо больше энергии. Нам придётся думать, куда её потратить.
Читать полностью »

в 20:36, , рубрики: выключатель, ИТЭР, Научно-популярное, термоядерный реактор, физика

Как метко выразился один человек, «В проекте ИТЭР, если в зале стоит табуретка, то седушка у нее обязательно из гафния со внутренними каналами охлаждения, а ножки из сплава тантала, причем одну везут из Японии, а три других — из США». Этот проект словно создан для того, что бы любое оборудование было рекордным и поражающим воображение.

image
Электрическая разводка системы электропитания магнитов ИТЭР, включая коммутационное оборудование.

Сегодня — небольшой рассказ о системах, которые будут быстро подключать и отключать сверхпроводящие катушки ИТЭР и об очередной инженерной сложности, тем более, что в марте месяце прошли квалификационные испытания устройств, выполняющих эту задачу.

Для начала — немножко об электрике магнитной системы ИТЭР. Международный токамак будет иметь 48 сверхпроводящих магнитов, а именно:
Читать полностью »

в 14:46, , рубрики: ИТЭР, Научно-популярное, термояд, термоядерный реактор, физика

Проект

Если 2015 год для проекта международного термоядерного реактора ITER был полон драматизма и борьбы за спасение проекта, то про 2016 на его фоне сказать особо и нечего. Строительство 39 зданий и сооружений ИТЭР, по сути, стартовало именно в 2015 и продолжилось хорошим темпом в 2016. Расширяется производство компонентов будущего реактора. Отгремели баталии в парламентах Европы и США по поводу утверждения финансирования на 2017 год — помог именно заметный прогресс в управлении проектом в 2015. Все идет по плану.

image

Однако, даже на обзорном уровне, в 2016 году произошло несколько важных событий, которые стоит упомянуть.

Читать полностью »

в 10:37, , рубрики: ИТЭР, ликбез, Научно-популярное, термоядерный реактор, физика

Q: Что такое ITER?
A: ITER (ИТЭР, International Thermonuclear Experimental Reactor) — экспериментальный термоядерный реактор на базе концепции токамака. Проектирование в несколько подходов (разных вариантов) шло с 1992 по 2007 год, сооружение — с 2009 по настоящее время (и продолжается). Токамак ИТЭР будет примерно вдвое больше предшественников по всем размерам, примерно в 10 раз объемнее и тяжелее, в 15 раз дороже, и в 25 раз мощнее с точки зрения термоядерной мощности.

image

Q: Какие у него цели?
A: Набор основных задач ИТЭР можно ранжировать так
Продемонстрировать возможность управляемого термоядерного синтеза с временем горения и мощностью промышленного масштаба.
На практике столкнуться и решить инженерные вопросы создания термоядерного реактора промышленного масштаба — при всей банальности это одна из важнейших и сложнейших задач ИТЭР, без которой невозможно понимание перспектив развития термоядерных электростанций в целом.
Исследовать оставшиеся вопросы физики плазмы токамаков, в т.ч. возможно найти какие-то ее особенности, которые упростят создание промышленных термоядерных реакторов.
На практике разработать и опробовать технологию размножающих тритий бланкетов — совершенно необходимая деталь для токамаков, ориентирующихся на термоядерную реакцию слияния дейтерия и трития.
Накопить опыт организации строительства и эксплуатации термоядерных реакторов/электростанций

Q: А какая мощность у ИТЭР?
Читать полностью »

в 16:54, , рубрики: инженерия, ИТЭР, Научно-популярное, термоядерный реактор, физика, метки:

Спросите себя, “почему ИТЭР строится так долго”? Если вы честно читали мои заметки по этому проекту, то первое что приходит в голову — “это запредельно сложная установка”.

image
Одна из двух десятков диагностических сборок реактора ИТЭР о которых сегодня пойдет речь

Сложность инженерных сооружений — трудноизмеримая субстанция, в отличии, к примеру, от алгоритмов. Исторически, человечество непрерывно усложняло свои сооружения, машины и системы, и боролось с возрастающей сложность как путем декомпозиции на более мелкие работы и выполнения их параллельно, так и стандартизации полученного опыта. Первый подход можно проиллюстрировать, например вот так: здание проектируется не путем отрисовки готовых кусочков со всеми элементами (структура, электрика, вентиляция, фасады, водяные коммуникации и т.п.), а параллельно из общей концепции разными людьми. Второй подход проявляется в использовании стандартных компонентов, проработке готовых алгоритмов и решений (“для медного провода проводки используется максимальное значение тока 8-10 ампер/мм2” — не надо каждый исследовать вопрос, какой ток не вызовет пожара, это уже положено в нормы и правила разработчика).

Читать полностью »

в 16:51, , рубрики: Tri Alphа Energy, Научно-популярное, открытые ловушки, термоядерный реактор, термоядерный синтез, физика

Когда появятся термоядерные электростанции? Ученые чаще всего говорят, что-то вроде “через 20 лет мы решим все принципиальные вопросы”. Инженеры из атомной индустрии говорят про вторую половину 21 века. Политики рассуждают про море чистой энергии за копейки, не утруждая себя датами. Экономисты говорят — никогда.

Чистая энергия за копейки - 1
Создатели первого в мире токамака Т-1 Арцимович, Явлинский тоже обещали электростанции через 20 лет.

Люди склонны давать прогнозы экстраполируя имеющийся опыт. В случае попыток создания коммерческой термоядерной электростанции опыт отрицательный — 60 лет усилий привели к половинчатому успеху — что-то есть, но это явно не то что можно использовать каждый день для получения электроэнергии. Интуиция говорит, что если за 60 лет мы не преодолели эту стену, то и в будущем чего-то хорошего ждать не стоит.

Читать полностью »

123...4
Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js