Энергаз2
Главная / Новости / Отрасли ТЭК / МАГАТЭ ищет альтернативу магнитному удержанию плазмы при термоядерном синтезе

Новости


06:49, 29 Ноября 21
Атомная Мир
МАГАТЭ ищет альтернативу магнитному удержанию плазмы при термоядерном синтезе

МАГАТЭ ищет альтернативу магнитному удержанию плазмы при термоядерном синтезе Лазерный термоядерный синтез — это метод запуска термоядерных реакций, представляющий собой потенциальную альтернативу магнитному удержанию плазмы.

Он предусматривает использование инерциального удержания: с помощью мощных лазеров нагреваются и сжимаются крошечные сферические капсулы, содержащие топливные таблетки из изотопов водорода, таких как дейтерий и тритий.
 
Интенсивный нагрев поверхности капсулы приводит к микровзрыву топлива, в результате чего поверхностный слой таблетки подвергается абляции и взрывается. Создаваемая инерция удерживает топливо достаточно долго для того, чтобы произошла термоядерная реакция.
 
Эксперименты в области лазерного термоядерного синтеза начались в 1970‑е годы. Сегодня на Национальной установке по термоядерному зажиганию (НИФ) в Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса в Соединенных Штатах Америки имеется 192 лазера, что с большим отрывом делает ее самой крупной в мире лазерной установкой. На НИФ лазеры нагревают внутренние стенки цилиндрического золотого контейнера, называемого хольраумом, в котором находится капсула с топливной таблеткой из дейтерия и трития. В результате взаимодействия лазера и хольраума генерируется рентгеновское излучение, которое нагревает и сжимает капсулу, создавая центральную точку температурного максимума внутри таблетки, где происходит термоядерная реакция.
 
Чтобы произошло зажигание, и начался полностью самоподдерживающийся термоядерный синтез, капсулы НИФ должны выделять примерно в 30 раз больше энергии, чем они поглощают.
 
«За последние пять лет мы добились на НИФ значительного прогресса, и теперь мы можем производить от двух с половиной до трех раз больше энергии по сравнению с тем количеством, которое поступает в точку температурного максимума топлива, — рассказывает Брайан Спирс, заместитель руководителя по моделированию ядерного синтеза с инерциальным удержанием плазмы на НИФ. — До 30-кратного увеличения все еще далеко, но это нелинейный процесс, и мы уже внедрили множество важных технических решений для достижения этой цели».
 
Ключом к достижению коммерчески рентабельного термоядерного синтеза является повышение центрального давления в точке температурного максимума топлива в несколько миллиардов раз по сравнению с атмосферным давлением. НИФ добилась существенного прогресса в этой области, перейдя от пластиковых к микрокристаллическим углеродным капсулам высокой плотности, улучшив технические элементы, используемые для поддержки капсул, и усовершенствовав конструкции, с помощью которых капсулы заполняются топливом для термоядерного синтеза. Это позволило экспертам значительно повысить эффективность энергетической связи между энергией, производимой лазером, и энергией, поглощаемой капсулой, и в конечном итоге вырабатывать больше энергии.
 
«Нам еще предстоит решить серьезные научные задачи, но последние достижения на НИФ и других установках доказывают, что мы приближаемся к пороговому значению, когда зажигание для начала лазерного термоядерного синтеза станет возможным», — говорит Спирс.
 
В 2020 году МАГАТЭ приступило к реализации нового проекта координированных исследований (ПКИ) под названием «Пути получения энергии в результате инерциального термоядерного синтеза: материаловедческие исследования и разработка технологий». Этот проект, в котором участвуют 24 института из 17 стран и который является четвертым ПКИ в данной области, направлен на разработку конструкций капсул с высоким коэффициентом усиления для достижения полностью самоподдерживающегося термоядерного синтеза.
 
Термоядерный синтез в результате столкновения пучков
 
Еще одной альтернативой лазерному и магнитному удержанию плазмы является использование ионных пучков, генерируемых ускорителями частиц, и нацеливание их друг на друга, чтобы термоядерный синтез происходил в точке их столкновения. Большим недостатком этого метода является высокая вероятность того, что частицы отскочат друг от друга без слияния и выделения энергии.
 
Частная американская компания «ТАЕ текнолоджис» (ТАЕ) использует линейное устройство — цилиндрический реактор длиной 25 метров. Термоядерный синтез происходит в результате выпуска с каждого конца реактора двух потоков плазмы, которые сталкиваются и сливаются в облако в центре. Затем в это облако запускаются атомы дейтерия, чтобы заставить его вращаться, тем самым поддерживая плазму в горячем и стабильном состоянии.
 
От альтернативного удержания плазмы до усовершенствованных видов топлива
 
Еще одно преимущество термоядерного синтеза с помощью лазеров или линейных устройств заключается в том, что эти методы легче адаптировать к использованию топлива помимо дейтерия и трития. Традиционно для термоядерного синтеза используется смесь этих изотопов водорода, поскольку они по сравнению с другими видами топлива достигают наибольшей скорости реакции при более низкой температуре.
 
Однако тритий радиоактивен и не встречается в природе в сколь-либо значительных количествах. Поэтому его приходится вырабатывать посредством ядерной реакции между нейтронами, получаемыми в результате термоядерного синтеза, и литием, окружающим стенку реактора. Энергия этих нейтронов также создает значительные трудности, поскольку вакуумная камера реактора изготовлена из таких материалов, что при столкновении нейтронов со стенками реактора ее конструкции и элементы становятся радиоактивными. Это требует принятия дополнительных мер по обеспечению радиационной безопасности и утилизации отходов.
 
Чтобы обойти проблемы, связанные с использованием трития, в настоящее время проводятся эксперименты с применением альтернативного или усовершенствованного термоядерного топлива, такого как протон–бор-11 (p–B-11). Бор-11 нерадиоактивен и составляет около 80 процентов всего бора, встречающегося в природе, поэтому он легко доступен. Однако главная проблема использования p–B-11 для термоядерного синтеза состоит в том, что в таком случае плазма должна быть в сто раз горячее, чем плазма, содержащая дейтерий и тритий. К счастью, при использовании лазерного зажигания или линейных устройств нагрев ограничивается точками температурного максимума: остальная плазма не должна быть значительно горячее.
 
«P–B-11 является наиболее экологически чистым и безопасным для окружающей среды источником топлива на Земле. Его использование не приводит к появлению вредных побочных продуктов, а его природных запасов достаточно, чтобы обеспечивать планету топливом на протяжении тысячелетий. В совокупности эти факторы могут обеспечить максимальную безопасность, экономичность, эффективность и долговечность термоядерных электростанций, — рассказывает Михль Биндербауэр, исполнительный директор ТАЕ. — Основная трудность с p–B-11 заключается в том, что для поддержания термоядерной реакции требуется более высокая температура, чем для других топливных циклов. Для решения этой проблемы ТАЕ разработала альтернативную концепцию удержания плазмы».
 
Таким образом, в будущем усовершенствованные виды топлива могут обеспечить более эффективный и экономичный способ производства термоядерной энергии.
 
Автор: Александра Пеева


Все новости за сегодня (52)
12:37, 19 Января 22

«А-Проперти» продаст китайcкой госкомпании 10% в газовом проекте в Якутии

дальше..
12:20, 19 Января 22

На юго-востоке Турции взорвался нефтепровод

дальше..
11:59, 19 Января 22

«Укргаздобыча» в 2021 году применила на 75 скважинах технологию капиллярных систем

дальше..
11:56, 19 Января 22

Укртранснефть транспортировала на НПЗ Украины самый большой объем нефти за последние 10 лет

дальше..
11:48, 19 Января 22

К 2035 году Украина намерена производить не менее 25% своей электроэнергии из возобновляемых источников

дальше..
11:45, 19 Января 22

«Россети Юг» в 2021 году выдали новым потребителям 734,5 МВт мощности

дальше..
11:43, 19 Января 22

В 2021 году каскад Верхневолжских ГЭС реализовал 19 благотворительных проектов

дальше..
11:38, 19 Января 22

«Роснефть» и СПбМТСБ договорились о развитии биржевой торговли углеродными единицами

дальше..
11:35, 19 Января 22

Gazprom EP International оценивает потенциал месторождений острова Бола в Бангладеш

дальше..
11:31, 19 Января 22

«Газпром экспорт» обратился в международный арбитраж для изменения цен по контракту с польской PGNiG

дальше..
11:29, 19 Января 22

В Адыгее в 2021 году по вине сторонних лиц пострадали 27 энергообъектов

дальше..
10:55, 19 Января 22

«Россети Тюмень» в 2022 году введут в эксплуатацию 379 км волоконно-оптических линий связи

дальше..
10:39, 19 Января 22

На подстанции 220 кВ Селендума в Бурятии установлены новые устройства противоаварийной автоматики

дальше..
10:34, 19 Января 22

«Южно-Якутские электрические сети» за 2021 год присоединили 27 МВт

дальше..
10:32, 19 Января 22

На территории Чувашии сертифицированы 100% подстанций, подлежащих обязательной сертификации

дальше..
10:19, 19 Января 22

Россия обеспокоена строительством плотины на трансграничной реке Ульдзе в Монголии

дальше..
09:41, 19 Января 22

«ВНИПИпромтехнологии» выполнил госконтракты на проведение инженерных и радиационных обследований объектов и территорий

дальше..
09:35, 19 Января 22

На торгах в Азии баррель нефти Brent стоит $88,55

дальше..
09:29, 19 Января 22

Общестроительные работы на площадке завода «Титан-Полимер» выполнены на 80%

дальше..
09:25, 19 Января 22

Горно-химический комбинат создает жидкосолевой реактор

дальше..
09:21, 19 Января 22

АЭС Украины выработали за сутки 291,98 млн кВт·ч

дальше..
09:19, 19 Января 22

ГХК изготовил партию МОКС-ТВС для десятой перегрузки Белоярской АЭС

дальше..
09:13, 19 Января 22

Отпуск электроэнергии станциями ДТЭК Энерго за 2021 год составил почти 25 млрд кВт*ч

дальше..
09:11, 19 Января 22

В 2021 году «Пензаэнерго» выдало новым потребителям более 80 МВт мощности

дальше..
08:47, 19 Января 22

«Гомельтранснефть Дружба» подключила новый участок нефтепровода Унеча-Мозырь

дальше..
08:23, 19 Января 22

«Чеченэнерго» перевело высоковольтные ЛЭП в Ахматовском районе Грозного в кабельное исполнение

дальше..
08:20, 19 Января 22

Хабаровские газовики договорились о сотрудничестве с Дальневосточным государственным университетом путей сообщения

дальше..
07:51, 19 Января 22

В Бразилии выберут площадки для строительства АЭС

дальше..
06:54, 19 Января 22

Электропотребление в Приамурье за 2021 год превысило 9,6 млрд кВт•ч

дальше..
06:49, 19 Января 22

«Россети Северный Кавказ» консолидируют бесхозяйные электросети в Дагестане

дальше..
06:45, 19 Января 22

«Газпром нефтехим Салават» поставит аграриям Башкирии карбамид на льготных условиях

дальше..
06:39, 19 Января 22

НЛМК провела кадровые изменения в дивизионе «Руда»

дальше..
06:35, 19 Января 22

На Эльгинском угольном месторождении запущен в работу новый экскаватор

дальше..
06:28, 19 Января 22

«Транснефть – Урал» обновила системы автоматизации на производственных объектах в Челябинской области

дальше..
06:25, 19 Января 22

Социальные инвестиции ДТЭК Нефтегаз в 2021 году выросли на 15%

дальше..
06:19, 19 Января 22

«Черномортранснефть» ввела в эксплуатацию новую подстанцию и ЛЭП на НПС «Нововеличковская»

дальше..
06:04, 19 Января 22

На Биробиджанской ТЭЦ возобновилась студенческая практика

дальше..
06:01, 19 Января 22

На шахтах ДТЭК Энерго за 2021 год добыто почти 17 млн тонн энергетического угля

дальше..
05:59, 19 Января 22

«Роснефть» запускает онлайн-курс научных лекций

дальше..
05:53, 19 Января 22

«Дальтрансуголь» вышел на рекордный показатель по сохранности вагонного парка при выгрузке

дальше..
05:49, 19 Января 22

На Запорожской АЭС определили состав совета молодежной организации на следующие 5 лет

дальше..
05:40, 19 Января 22

Вызов для MRT-700! Тестируем при минусовых температурах

дальше..
05:39, 19 Января 22

Задолженность участников ОРЭМ составляет 77,121 млрд рублей

дальше..
05:37, 19 Января 22

IT-решения предприятия «Росатома» стали лауреатами премии «Цифровые вершины – 2021»

дальше..
05:27, 19 Января 22

«Кузбассразрезуголь» обновит две трети парка вспомогательной техники

дальше..
05:24, 19 Января 22

«Ленэнерго» в 2022 году направит 2,9 млрд рублей на техобслуживание и ремонт энергообъектов

дальше..
05:09, 19 Января 22

На участке строящейся трассы М-12 в Нижегородской области и Чувашии переустроят ЛЭП

дальше..
05:06, 19 Января 22

«Россети Северный Кавказ» на 7% перевыполнили ремонтную программу 2021 года

дальше..
04:49, 19 Января 22

«Омскоблгаз» ввел в эксплуатацию сеть газораспределения в микрорайоне Новая Московка

дальше..
04:41, 19 Января 22

Экспорт российского газа в 2021 году вырос на 3,2%

дальше..
04:37, 19 Января 22

Акции «Роснефти» и «Россетей» возглавили список аутсайдеров рынка

дальше..
04:34, 19 Января 22

Совокупная прибыль «Роснано» от проектов по строительству объектов и локализации оборудования ВИЭ превысила 11,5 млрд рублей

дальше..
 

Поздравляем!
Зарагижская ГЭС отмечает пятилетний юбилей Зарагижская ГЭС отмечает пятилетний юбилей

5 лет назад, 29 декабря 2016 года, в Кабардино-Балкарии состоялась торжественная церемония пуска Зарагижской гидроэлектростанции. Энергообъект стал третьей ступенью Нижне-Черекского каскада ГЭС и позволил обеспечить электроэнергией несколько районов республики.



О проекте Размещение рекламы на портале Баннеры и логотипы "Energyland.info"
Яндекс цитирования         Яндекс.Метрика