Токамак и контролирания ядрен синтез
Токамак (тороидални камера с магнитни бобини) - тороидално магнитно устройство за ограничаване плазма. Плазмата не се поддържа камерни стени, които не са в състояние да поддържат температурата и специално генерира магнитно поле. Характерна особеност е използването на токамак електрически ток, протичащ през плазмата, за да създадете poloidal поле изисква за плазма равновесие. Това е различно от стеларатор и където тороидални и poloidal магнитното поле се генерира от магнитни бобини.
Терминът "Токамак" е въведено от руски физик Игор Там и Андрей Сахаров в 50-те години като абревиатура на фразата "тороидална камера с магнитни бобини." Първият токамак е разработен под ръководството на Артсимович в Института по атомна енергия. Курчатов в Москва и демонстрира през 1968 г. в Новосибирск.
В момента тя счита за най-обещаващ токамак устройството за контролирания термоядрен синтез.
Токамак е тороидални вакуумна камера, в която са навити намотки да се създаде (тороидални) магнитно поле. От първата вакуумна камера се евакуира и след това напълнена със смес от деутерий и тритий. След това с помощта на индуктор в камерата създава завихряне електрическо поле. Индукторът е първичната намотка на голям трансформатор, при което камерата е токамак вторичната намотка. На електрическото поле предизвиква протичането на ток и запалване на плазмената камера.
Ток, преминаващ през плазмата изпълнява две задачи:
- Той се нагрява плазмата, както и за всеки друг проводник затопля (омичен отопление).
- Той създава около себе си магнитно поле. Това магнитно поле се нарича poloidal (т. Е. насочена по линии, преминаващи през полюсите на сферичната координатна система).
Магнитното поле компресира тока, протичащ през плазмата. Това води до по конфигурация, в която бобината магнитните силови линии "са скрити" плазмената колона. В тази стъпка, докато се върти в тороидална посока не съвпада със стъпка в poloidal посока. Магнитни линии не са затворени, те са безброй много пъти се обърнеш изпъналостта да формират т. Н. "Магнитна повърхност" тороидална форма.
Наличието на полето poloidal необходимо за стабилна плазмена задържане в такава система. Тъй като е създадена чрез увеличаване на тока в индуктор, и то не може да бъде безкраен, а наличието на стабилна плазма в токамак класически ограничен. За да се преодолее това ограничение, допълнителни начини за запазване на настоящите развита. Това може да се използва за инжектиране на плазма ускорено неутрални атоми на деутерий или тритий, или микровълново облъчване.
Освен тороидални намотки за контролиране плазмата кабел изисква допълнителни poloidal полеви бобини. Те са пръстеновидни намотки около вертикалната ос на токамак камера.
Само един отоплителен поради ток не е достатъчно за нагряване на плазмата до температура, необходима за слети реакции. За допълнително загряване микровълнова радиация се използва за т. Н. резонансни честоти (например, съвпадаща с честотата циклотрон или на електрони или йони) или инжектиране на бързо неутрални атоми.
Контролиран ядрен синтез
Sun - естествен синтез реактор
Контролиран ядрен синтез (ТСВ) - Синтез тежки атомни ядра на светлина, за да се получи енергия, която е управляема разлика експлозивен синтез (използван при водородна бомба). Управляемия термоядрен синтез, се различава от традиционната ядрена енергия, която се използва в краен реакцията на разпад, по време на които тежки ядра, получени от по-леки ядра. Основните ядрени реакции, които ще бъдат използвани за прилагане на контролирания ядрен синтез да се прилагат деутерий (2Н) и тритий (3Н), и в дългосрочен план хелий-3 (3He).
слят Съдбата
Идеята за реактор за ядрен синтез започва през 1950. След това от нея бе пропуснат, защото учените не са били в състояние да разрешат много технически проблеми. Това беше преди няколко десетилетия учените са успели да "принуди" реактора за производство на нещо подобно на термоядрената енергия.
Схема Международния термоядрен реактор (ITER)
от броя на участниците в проекта е сравним с другия основен международен изследователски проект - на Международната космическа станция. Цената на ITER първи достигнали 8 милиарда долара, а след това беше по-малко от $ 4 млрд. В резултат на това от броя на участниците в Съединените щати, е взето решение да се намали мощността на реактора от 1,5 GW до 500 MW. Съответно, "тънки" и стойността на проекта.
Ядреният синтез - това е евтин и екологичен метод за производство на енергия. На милиарди Sun години настъпва неконтролируем слят - тежка деутерий изотоп на водород, образувана хелий. Това освобождава огромно количество енергия. Въпреки това, в света хората не са се научили да контролират такива реакции.
Плазмата в реактора за синтез
Горивото в реактора да се използва ITER водородни изотопи. По време на реакцията енергия слетия се освобождава при свързване на леките атоми тежки. За да се постигне това, е необходимо да се затопли на газа при температури над 100 милиона градуса - много по-високи от температурата в центъра на Слънцето. Газът при тази температура се превръща в плазмата. Изотопи на водородни атоми в същото предпазителя, превръщайки хелиеви атоми с отделянето на големи количества неутрони. ТЕЦ, работещи на този принцип е да се използва енергията на неутроните се забави слой от плътен материал (литий)
Завод строителство ще отнеме най-малко 10 години и $ 5.0 милиарда. За да бъде правото родното място на престижния енергиен гигант конкурират Франция и Япония.
За да се постави на реактора на тяхна територия са Канада, Япония, Испания и Франция.
Канада обосновава необходимостта да се постави на реактора на нейна територия, на факта, че в тази страна има значителни резерви на тритий е отпадъчен продукт на ядрената енергетика. Изграждане на реактор слят ще им позволи да се рециклират.
В Япония, според агенция "Киодо Tsushin", три префектура води отчаяна борба за правото на сградата на реактора в домашни условия. В същото време, жителите на северния остров Хокайдо се противопоставиха на това повишаване на тяхната земя.
"Ние вече имаме съществуващата научна и техническа структура, компетентност и опит, което е гарант за изпълнението на графика", - заяви министърът на научни изследвания на Франция.
Япония също има редица предимства - Рокашо-мура се намира в близост до пристанището и в близост до американска военна база. В допълнение, японците са готови да инвестират в проекта, много повече пари, отколкото във Франция. "Ако Япония е избран, ще покрие всички необходими разходи," - заяви министърът на образованието и науката на Япония.
Представителят на правителството на Франция заяви пред репортери преди срещата, че е имал "много интензивни преговори на най-високо ниво." Въпреки това, според някои съобщения, всички страни с изключение на Европейския съюз, за предпочитане се отнася до Япония, отколкото във Франция.
Новият завод, според учените, на екологично по-безопасни от ядрени реактори, работещи днес. Както отработеното гориво в хелий ITER формира вместо неговите изотопи да се съхраняват в специални десетилетия съхранение.
Учените вярват, че доставките на гориво за тези централи са почти неизчерпаеми - деутерий и тритий лесно се извлича от морска вода. Килограм на тези изотопи могат да отделят същото количество енергия като 10 милиона кг органично гориво.
Благодаря ви много.)
Разбира се от морската вода, тритий и деутерий извлича чрез електролиза. Така си и мислех.))
Толкова за ядреното гориво за всеки. Бъдещето не е толкова далеч, тя винаги е била пред нас.))
Свързани статии