13:47 2022-06-28 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Visați energie de fuziune nucleară nelimitată, curată, la îndemână

_ Vis de nelimitat, energie curată de fuziune nucleară la îndemână

Vechea glumă este că fuziunea nucleară este întotdeauna la 30 de ani distanță. Cu toate acestea, visul unei energii curate din belșug nu este de râs, când ne întâlnim cu un cercetător ITER pentru a ajunge din urmă cu progresul la instalația reactorului.

Soarele a alimentat viața pe Pământ de miliarde de ani, creând lumină și căldură. prin fuziune nucleară. Având în vedere puterea și longevitatea incredibile, se pare că nu poate exista o modalitate mai bună de a genera energie decât prin valorificarea acelorași procese nucleare care au loc în stelele noastre și în alte stele.

Reactoarele de fuziune nucleară urmăresc să reproducă acest proces. prin fuzionarea atomilor de hidrogen pentru a crea heliu, eliberând energie sub formă de căldură. Susținerea acestui lucru la scară are potențialul de a produce o sursă de energie sigură, curată, aproape inepuizabilă.

Căutarea a început cu zeci de ani în urmă, dar ar putea începe în curând o glumă de lungă durată că fuziunea nucleară este întotdeauna la 30 de ani distanță. arată bătrân?

Unii speră că da, în urma unei descoperiri majore în timpul unui experiment de fuziune nucleară la sfârșitul anului 2021. Aceasta a venit la unitatea de cercetare Joint European Torus (JET) din Oxfordshire, Regatul Unit, într-o gogoașă gigantică. -mașină în formă de tokamak.

În interior sunt generate gaze supraîncălzite numite plasme în care au loc reacțiile de fuziune, care conțin particule încărcate care sunt ținute în loc de câmpuri magnetice puternice. Astfel de plasme pot atinge temperaturi de 150 de milioane de grade Celsius, o valoare insondabilă de 10 ori mai fierbinte decât nucleul soarelui.

Într-o explozie susținută de cinci secunde, cercetătorii din consorțiul EUROfusion au eliberat un record de 59 de megajouli (MJ). ) de energie de fuziune. Acesta a fost aproape triplu față de recordul anterior de 21,7 MJ stabilit la aceeași unitate în 1997, rezultatele fiind prezentate drept „cea mai clară demonstrație dintr-un sfert de secol a potențialului energiei de fuziune de a furniza energie sigură și durabilă cu emisii scăzute de carbon”. /p>

Rezultatele au oferit un impuls major înainte de următoarea fază de dezvoltare a fuziunii nucleare. O versiune mai mare și mai avansată a JET cunoscută sub numele de ITER (însemnând „calea” în latină) este în construcție pe un teren de 180 de hectare în Saint-Paul-lès-Durance, sudul Franței.

ITER, care se construiește ca o colaborare între 35 de națiuni, inclusiv cele din UE, are ca scop consolidarea în continuare a conceptului de fuziune. Una dintre cele mai complicate mașini care au fost create vreodată, era programată să înceapă să genereze prima plasmă în 2025, înainte de a intra în funcționare de mare putere în jurul anului 2035 – deși cercetătorii din proiect se așteaptă la unele întârzieri din cauza pandemiei.

Etapă majoră

Rezultatele la JET reprezintă un reper major, a declarat profesorul Tony Donné, manager de program al proiectului EUROfusion, un consorțiu major de 4.800 de experți, studenți și facilități din întreaga Europă. „Este o piatră de hotar uriașă — cea mai mare de mult timp”, a spus el.

„A fost confirmată toată modelarea, așa că a crescut cu adevărat încrederea că ITER va funcționa și va face ceea ce este menit să facă”. În timp ce energia generată la JET a durat doar câteva secunde, scopul este de a accelera acest lucru până la o reacție susținută care produce energie.

Rezultatele au fost punctul culminant al unor ani de pregătire, profesorul Donné explicând că unul dintre evoluțiile cheie din 1997 au implicat schimbarea peretelui interior al navei JET.

Anterior, peretele era făcut din carbon, dar acesta s-a dovedit prea reactiv cu amestecul de combustibil de deuteriu și tritiu, doi izotopi mai grei — sau variante — de hidrogen utilizat în reacția de fuziune. Acest lucru a dus la formarea de hidrocarburi, blocând combustibilul cu tritiu în perete.

În reconstrucție, care a implicat 16.000 de componente și 4.000 de tone de metal, carbonul a fost înlocuit cu beriliu și wolfram pentru a reduce retenția de tritiu. . În cele din urmă, echipa a reușit să reducă cantitatea de combustibil blocat cu un multiplu mare, contribuind la succesul recentei lovituri de fuziune.

Execuție DEMO.

În pregătirea pentru următoarea etapă a călătoriei epice a fuziunii, upgrade-urile la JET au asigurat că configurația sa se aliniază cu planurile pentru ITER. Mai departe, în viitor, următorul pas dincolo de ITER va fi o centrală electrică demonstrativă cunoscută sub numele de DEMO, concepută pentru a trimite energie electrică în rețea, ceea ce va duce la ca centralele de fuziune să devină o realitate comercială și industrială.

„ITER este un dispozitiv care va crea de 10 ori mai multă energie de fuziune decât energia folosită pentru încălzirea plasmei”, a spus profesorul Donné. "Dar fiind o instalație experimentală, nu va livra electricitate la rețea. Pentru asta, avem nevoie de un alt dispozitiv, pe care îl numim DEMO. Acest lucru ne va aduce cu adevărat la bazele primei generații de centrale de fuziune."< /p>

Prof. Donné a adăugat: „JET a demonstrat acum că fuziunea este plauzibilă. ITER trebuie să demonstreze că este mai fezabilă, iar DEMO va trebui să demonstreze că funcționează cu adevărat.”

Planificat să furnizează până la 500 de megawați (MW) rețelei, el consideră că este realist ca DEMO să intre în funcțiune în jurul anului 2050. „Sperăm să construim DEMO mult mai repede decât am construit ITER, folosind (folosind) lecțiile învățate”, el a spus.

Totuși, există și alte provocări cheie de depășit pe calea punerii în funcțiune a fuziunii nucleare. Nu în ultimul rând este că, în timp ce deuteriul este abundent în apa de mare, tritiul este extrem de rar și dificil de produs.

Cercetătorii intenționează, așadar, să dezvolte o modalitate de a-l genera în interiorul tokamakului, folosind o „pătură de reproducere” care conține litiu. . Ideea este că neutronii de înaltă energie din reacțiile de fuziune vor interacționa cu litiul pentru a crea tritiu.

Energie esențială

Profesorul Donné a spus că fuziunea nucleară s-ar putea dovedi o energie verde și durabilă esențială. sursa pentru viitor. „Aș spune că este esențial”, a spus el. „Nu sunt convins că până în 2050 putem face tranziția la dioxid de carbon doar cu surse regenerabile și avem nevoie de alte lucruri.”

Și deși spune că metoda actuală de creare a energiei nucleare prin fisiune devine din ce în ce mai sigură. și mai sigură, fuziunea are avantaje cheie. Susținătorii ITER vorbesc despre beneficii precum absența riscului de topire, adăugând că fuziunea nucleară nu produce deșeuri radioactive cu viață lungă și că materialele din reactor pot fi reciclate sau refolosite în decurs de 100 până la 300 de ani.

„Este cu siguranță mult mai sigur”, a spus profesorul Donné. Referindu-se la stigmatizarea generată de energia nucleară, el a spus: „Ceea ce vedem când interacționăm cu publicul este că oamenii de foarte multe ori nu au auzit despre fuziunea nucleară. Dar când explicăm argumentele pro și contra, atunci cred că oamenii devin pozitivi. „

Referindu-se la Lev Artsimovici, supranumit „părintele tokamakului”, el a spus: „Artsimovici a spus întotdeauna că fuziunea va fi acolo când societatea chiar are nevoie de ea. avem o sursă de energie foarte sigură și curată, care ne poate oferi energie pentru mii de ani.”

(Fluierul)

Inapoi