Informace

Zařízení pro kompaktní fúzi by mohlo být odpovědí na neomezenou energii

Zařízení pro kompaktní fúzi by mohlo být odpovědí na neomezenou energii

Hledání způsobu, jak vyvinout levnou neomezenou energii, je cílem mnoha vědců z celého světa. V tuto chvíli je nejlepším řešením uskutečnit to pomocí fúzního zařízení tokamaku, které by sklízelo fúzní reakce, které pohánějí slunce a hvězdy.

VIZ TÉŽ: JE MARK JACOBSON V PLÁNU POUŽÍVAT 100% OBNOVITELNOU ENERGII MOŽNÉ?

Je to ale skutečně možné a jak lze tato zařízení vyrábět rychleji a levněji, aby poskytovaly prakticky neomezenou energii?

Fyzik Jon Menard z Laboratoře fyziky plazmatu (PPPL) amerického ministerstva energetiky (DOE) zkoumal tyto otázky a zkoumal koncept kompaktního tokamaku vybaveného vysokoteplotními supravodivými (HTS) magnety.

USA by měly vybudovat kompaktní zařízení

Magnety, jako jsou tyto, mohou produkovat vyšší magnetická pole nezbytná k produkci a udržování fúzních reakcí, což je v kompaktním zařízení pro fúzi tokamaků nemožné. Menardova práce je publikována ve Filozofických transakcích Královské společnosti A.

„Toto je první dokument, který kvantitativně dokumentuje, jak mohou nové supravodiče vzájemně působit na vysoký tlak, který produkují kompaktní tokamaky, aby ovlivnil optimalizaci tokamaků v budoucnosti,“ řekl Menard.

„Snažili jsme se vyvinout několik jednoduchých modelů, které zachycují důležité aspekty integrovaného designu.

Menardův výzkum již měl na odvětví významný vliv. Ředitel laboratoře fyziky plazmatu v Princetonu Steve Cowley poznamenal, že Menardsova práce ovlivnila nedávnou zprávu Národních akademií věd, která požadovala vývoj kompaktní pilotní elektrárny pro fúzi, která by vyráběla elektřinu s co nejnižšími náklady.

Výhody a limity začínají být chápány

Cowley dále uvedl, že nedávný výzkum poskytl základní technické aspekty potřebné pro mnohem menší tokamaky využívající vysokoteplotní magnety. Kompaktní tokamaky se liší od svých propracovanějších zařízení tím, že mají spíše zařízení ve tvaru jablka než typický koblihový tokamak.

Mohou produkovat vysokotlaká plazma, která jsou nezbytná pro fúzní reakce s relativně nízkými a nákladově efektivními magnetickými poli. Tyto reakce spojují světelné prvky ve formě plazmy a uvolňují energii. V podstatě se vědci snaží vytvořit hvězdu na Zemi, která bude vyrábět elektřinu pro vše od domácností po průmysl.

Energie fúze by mohla vydržet miliony let bez jakýchkoli emisí skleníkových plynů. Mirandes nedávný papír je pokračováním jeho předchozí práce. Nejnovější práce pojednává o podrobnostech obětí, které by si zvolil kompaktní design s magnety HTS.

„Uvědomujeme si, že neexistuje žádná jednotlivá inovace, se kterou lze počítat, že povede k průlomu, díky kterému budou zařízení kompaktnější nebo ekonomičtější,“ řekl Menard.

„Musíte se podívat na celý integrovaný systém, abyste věděli, zda získáváte výhody z vyšších magnetických polí.“ V této oblasti výzkumu je co učit a experimentovat.

Menardova práce je důležitým krokem ve směřování světa k realistickému využití fúzní síly. Fyzik uznává, že před ním a ostatními jsou ještě roky práce, než bude možné vytvořit pracovní model, je však nezbytné pokračovat vpřed.

„Fusion se musí stát atraktivnějším,“ řekl Menard, „takže je důležité posoudit výhody nižších poměrů stran a jaké jsou kompromisy.“


Podívejte se na video: Vzájemná přeměna polohové a pohybové energie - (Leden 2022).