Истраживања фузије добијају на значају

Плазма генератор ПСИ-2 генерише прву плазму

Фузијски реактор нед СОХО (ЕСА / НАСА)
читају наглас

Јуче је у Јулицху почео с радом плазма генератор ПСИ-2. Уређај, тежак три тоне и кошта милион евра, помоћи ће да се пронађу материјали који могу издржати континуирани рад у термоелектрани из 2035. као зидни елементи. Да би то учинили, морају да издрже огромно топлотно оптерећење 24 сата, због 100 милиона степени вруће фузије материјала унутар коморе за сагоревање и бомбардирања неутрона.

"Направили смо свој експеримент ПСИ-2 током последњих девет месеци и створили смо прву плазму", рекао је професор Бернхард Унтерберг са Института за енергетику и климу из Јулицх-а. Он и његов тим истражују интеракцију врућег плина плазме са околним површинама - у енглеској интеракцији плазма - површина - или ПСИ укратко. Само на температурама плазме од око 100 милиона степени, атомска језгра се оптимално спајају и ослобађају енергију. Наше сунце ствара енергију по истом принципу.

Заштитно магнетно поље

За зидове термоелектране, ове високе температуре печења не би биле проблем. Пошто је специјално дизајниран кавез са магнетним пољем у стању да спречи нежељени контакт плазме са целим унутрашњим зидом. Али у термоелектранама је потребан и неопходан контролирани контакт плазме са стијенком коморе.

"Језгра хелија која настају фузијом изотопа водоника деутеријума и тритијума делују на напредак фузије као продукта изгарања угљен-диоксида на свећи у прекриваној чаши. Ако хелијум не уклонимо довољно брзо, угасио је фузију", рекао је Ралпх Сцхорн из Јулицх Институт за енергетска и климатска истраживања. Због тога се заштитно магнетно поље на одређеним местима - тзв. Дивертери - отворено контролише и хелијум се испумпа. Ови делови зида су континуирано изложени великој топлоти и струјању честица које гурају материјал ван зида.

"То може ући у плазму и, у најгорем случају, прекинути фузију. Поред тога, зид постаје тањи, што наравно ограничава његов радни век и тако утиче и на економичност будућих електрана “, каже Унтерберг. дисплеј

ИТЕР: Не планира се континуирана операција

Упркос детаљним истраживањима оштећења зида на Јулицховој експерименталној платформи ТЕКСТОР, нема података о понашању зида у континуираном раду у стварним условима електрана. Иако је међународни експеримент фузије ИТЕР оперативан 2019. године. Али за разлику од касније у "правим" нуклеарним фузионим електранама, у ИТЕР-у неће бити континуираног рада. Нуклеарна фузија се запали само неколико минута.

Последице континуираног рада су истражене

Зато Форсцхунгсзентрум Јулицх сада почиње да истражује ефекте континуираног рада на зидовима фузијских електрана од 2035. године надаље. Што ћемо сада учинити с тим, неопходно је имати налазе у времену, каже Унтерберг. За многа дешавања потребно нам је дуго време извођења.

У сада започетом пилот експерименту плазма ПСИ-2 се „упуцава“ на узорак зидног материјала. Уз помоћ ласерског светла, истраживачи анализирају који материјали улазе у плазму и прете да спрече фузију. За разлику од концепција реактора за производњу електричне енергије, где нуклеарна фузија може да се одржи само ако се плазма присиљава на кружни пут магнетним пољем, плазма у ПСИ-2 се у суштини креће равно напред, поједностављујући анализу. Нуклеарна фузија се овде не одвија.

Неутрони мењају својства материјала

Следећу фазу пројекта, ЈУЛЕ-ПСИ, која почиње 2015. године, већ планирају истраживачи, јер и даље постоји један врло важан аспект: Зид у термоелектрани непрекидно зрачи неутронима. Ови неутрони се формирају током нуклеарне фузије и носе 80 посто енергије која се ствара из плазме.

У зидовима и у посебним материјалима изван коморе за сагоревање, неутрони се успоравају и тако загревају материјал. Користећи расхладни круг, топлота се затим може користити за производњу паре и покретање турбине за производњу електричне енергије ", објашњава Унтерберг. Ствар је у томе, према истраживачима: "Неутрони мењају материјална својства зида, као што је структура кристалне решетке."

Следећи експеримент ЈУЛЕ-ПСИ

С следећим експериментом ЈУЛЕ-ПСИ, истраживачи ће први пут истражити узорке зида, озрачених неутроном, у плазми урањања како би стекли увид у утицај зрачења неутрона на својства зида. Пилот експеримент ПСИ-2 такође служи за тестирање каснијих процеса ЈУЛЕ-ПСИ и за развој одговарајућих стандарда. Како материјал за зидове такође постаје радиоактиван кроз бомбардирање неутроном, мора се прегледати у посебним лабораторијама, јер постоји само у неколико истраживачких центара широм света.

Подаци и чињенице о ПСИ-2

  • Електрична прикључна снага: 350 киловата
  • Температура у плазми: до 200.000 степени
  • Дужина: седам метара
  • Тежина: око 3, 3 тоне
  • Трошак: милион евра за изградњу
  • Техничко особље: десет запослених
  • Топлотна снага плазме на зиду: један мегават по квадратном метру
  • Ток честица плазме: 100 билиона честица по квадратном метру и секунде
  • Неутрални притисак гаса: око десет милиона милиона атмосферског притиска

(Форсцхунгсзентрум Ј лицх, 16.02.2011. - ДЛО)