Kasutame neid küpsiseid teile parima kogemuse pakkumiseks. Kui jätkate meie veebisaidi kasutamist, eeldame, et olete nõus kõiki küpsiseid sellel veebisaidil vastu võtma.
Itaalia naftafirma Eni investeerib 50 miljonit dollarit MIT kõrvalettevõttesse Commonwealth Fusion Systems, mis teeb instituudiga koostööd ülijuhtivate magnetite väljatöötamisel, et toota nullsüsinikuga energiat termotuumasünteesienergia eksperimendis nimega SPARC. Julian Turner saab lühiülevaate tegevjuhilt Robert Mumgaardilt.
Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) pühade saalide sügavustes toimub energiarevolutsioon. Pärast aastakümneid kestnud edusamme usuvad teadlased, et termotuumasünteesienergia on lõpuks valmis oma päeva vastu võtma ning et piiramatu, põlemisvaba ja süsinikuvaba energia püha graal võib olla käeulatuses.
Itaalia energiagigant Eni jagab seda optimismi, investeerides 50 miljonit eurot (62 miljonit dollarit) koostööprojekti MIT-i plasmafusiooni- ja teaduskeskusega (PSFC) ning eraettevõttega Commonwealth Fusion Systems (CFS), mille eesmärk on kiirendada tuumasünteesienergia võrku jõudmist kõigest 15 aastaga.
Päikese ja tähtede energiaallikana toimiva protsessi termotuumasünteesi kontrollimine on takerdunud igivana probleemi tõttu: kuigi see protsess vabastab tohutul hulgal energiat, saab seda teostada ainult miljonite kraadide Celsiuse äärmuslikel temperatuuridel, mis on kuumemad kui Päikese keskpunkt ja liiga kuumad, et ükski tahke aine vastu peaks.
Termotuumasünteesikütuste nendes äärmuslikes tingimustes hoidmise väljakutse tõttu on termotuumasünteesienergia katsed seni toiminud defitsiidiga, tootes vähem energiat, kui on vaja termotuumasünteesireaktsioonide säilitamiseks, ning seetõttu ei ole võimalik võrku elektrit toota.
„Tuumasünteesiuuringuid on viimaste aastakümnete jooksul põhjalikult uuritud, mille tulemuseks on teadusliku arusaama ja tuumasünteesienergia tehnoloogiate areng,“ ütleb CFS-i tegevjuht Robert Mumgaard.
„CFS turustab termotuumasünteesi kõrgvälja meetodil, mille raames arendame uusi kõrgvälja magneteid, et luua väiksemaid termotuumasünteesi seadmeid, kasutades sama füüsikalist lähenemist nagu suuremates valitsusprogrammides. Selleks teeb CFS tihedat koostööd MIT-iga koostööprojekti raames, alustades uute magnetite väljatöötamisest.“
SPARC-seade kasutab kuuma plasma – subatomaarsete osakeste gaasilise supi – paigalhoidmiseks võimsaid magnetvälju, et see ei puutuks kokku sõõrikujulise vaakumkambri ühegi osaga.
„Peamine väljakutse on luua plasma termotuumasünteesi toimumiseks sobivatel tingimustel, nii et see toodaks rohkem energiat kui tarbiks,“ selgitab Mumgaard. „See tugineb suuresti füüsika alamvaldkonnale, mida tuntakse plasmafüüsikana.“
See kompaktne eksperiment on loodud tootma umbes 100 MW soojust kümnesekundiliste impulssidega, mis on sama palju energiat kui väikelinn kasutab. Kuna SPARC on aga eksperiment, ei hõlma see süsteeme termotuumasünteesienergia elektriks muutmiseks.
MIT-i teadlased ennustavad, et toodang on enam kui kaks korda suurem kui plasma kuumutamiseks kuluv energia, saavutades lõpuks ülima tehnilise verstaposti: termotuumasünteesist saadav positiivne netoenergia.
„Tuumasüntees toimub plasma sees, mida hoitakse paigal ja isoleeritakse magnetväljade abil,“ ütleb Mumgaard. „See on kontseptuaalselt nagu magnetpudel. Magnetvälja tugevus on väga tugevalt seotud magnetpudeli võimega plasmat isoleerida, et see saaks saavutada tuumasünteestingimused.“
„Seega, kui suudame luua tugevaid magneteid, saame luua plasmaid, mis muutuvad kuumemaks ja tihedamaks, kulutades selle säilitamiseks vähem energiat. Ja paremate plasmadega saame muuta seadmed väiksemaks ning paremini konstrueeritavaks ja arendatavaks.“
„Kõrgtemperatuuriliste ülijuhtidega on meil uus tööriist väga tugevate magnetväljade loomiseks ja seega paremate ja väiksemate magnetpudelite valmistamiseks. Usume, et see aitab meil kiiremini termotuumasünteesi saavutada.“
Mumgaard viitab uue põlvkonna suure läbimõõduga ülijuhtivatele elektromagnetitele, millel on potentsiaal tekitada kaks korda tugevam magnetväli kui mis tahes olemasolevas termotuumasünteesi eksperimendis kasutatav, võimaldades võimsust suuruse kohta enam kui kümme korda suurendada.
Ütrium-baarium-vaskoksiidi (YBCO) ühendiga kaetud teraslindist valmistatud uued ülijuhtivad magnetid võimaldavad SPARCil toota termotuumasünteesi võimsust, mis on umbes viiendik ITERi omast, kuid seadmes, mille maht on vaid umbes 1/65 ITERi omast.
Vähendades neto-termotuumaenergia seadmete ehitamiseks vajalikku suurust, kulusid, ajakava ja organisatsioonilist keerukust, võimaldavad YBCO magnetid ka uusi akadeemilisi ja ärilisi lähenemisviise termotuumasünteesienergiale.
„Nii SPARC kui ka ITER on tokamakid, teatud tüüpi magnetpudelid, mis põhinevad aastakümnete jooksul toimunud ulatuslikul plasmafüüsika baasteaduse arengul,“ selgitab Mumgaard.
„SPARC kasutab järgmise põlvkonna kõrgtemperatuurilisi ülijuhtmagneteid (HTS), mis võimaldavad palju tugevamat magnetvälja, andes sihipärase termotuumasünteesi jõudluse palju väiksema suurusega.“
„Usume, et see on võtmekomponent termotuumasünteesi saavutamiseks kliima seisukohast asjakohase ajakava ja majanduslikult atraktiivse tootena.“
Ajagraafikute ja ärilise tasuvuse teemal on SPARC tokamaki disaini edasiarendus, mida on uuritud ja täiustatud aastakümneid, sealhulgas MIT-s 1970. aastatel alustatud töö käigus.
SPARCi eksperimendi eesmärk on sillutada teed maailma esimesele tõelisele termotuumasünteesienergiajaamale, mille elektrivõimsus on umbes 200 MW, mis on võrreldav enamiku kommertselektrijaamade omaga.
Vaatamata laialdasele skeptitsismile termotuumasünteesienergia suhtes – Enil on tulevikku suunatud visioon olla esimene globaalne naftaettevõte, mis sellesse suuri investeeringuid teeb – usuvad pooldajad, et see tehnika suudab potentsiaalselt rahuldada olulise osa maailma kasvavast energiavajadusest, vähendades samal ajal kasvuhoonegaaside heitkoguseid.
Uute ülijuhtivate magnetite väiksem ulatus võimaldab potentsiaalselt kiiremat ja odavamat viisi elektrienergia tootmiseks termotuumasünteesi abil võrgus.
Eni hinnangul läheb 200 MW võimsusega termotuumasünteesireaktori väljatöötamine 2033. aastaks maksma 3 miljardit dollarit. ITERi projekt, mis on Euroopa, USA, Hiina, India, Jaapani, Venemaa ja Lõuna-Korea koostööprojekt, on juba üle poole oma eesmärgist viia läbi esimene ülekuumendatud plasma katse 2025. aastaks ja esimene täisvõimsusel termotuumasünteesi katse 2035. aastaks ning selle eelarve on umbes 20 miljardit eurot. Nagu SPARC, on ka ITER projekteeritud elektrit mitte tootma.
Seega, kuna USA elektrivõrk liigub monoliitsetest 2–3 GW kivisöel või lõhustumisel töötavatest elektrijaamadest 100–500 MW võimsusega jaamade poole, kas termotuumasünteesienergia suudab konkureerida keerulises turul – ja kui suudab, siis millal?
„Uuringuid on veel teha, kuid väljakutsed on teada, uued uuendused näitavad teed asjade kiirendamiseks, uued tegijad, näiteks CFS, toovad probleemidele ärilise fookuse ja baasteadus on küps,“ ütleb Mumgaard.
„Usume, et ühinemine on lähemal, kui paljud arvavad. Jääge lainel.“ jQuery( document ).ready(function() { /* Ettevõtete karussell */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });
DAMM Cellular Systems A/S on üks maailma juhtivaid ettevõtteid usaldusväärsete, vastupidavate ja hõlpsasti skaleeritavate maapealse raadioside (TETRA) ja digitaalse mobiilraadio (DMR) sidesüsteemide valdkonnas tööstus-, äri- ja avaliku julgeoleku klientidele.
DAMM TetraFlex Dispatcher pakub organisatsioonidele suuremat tõhusust, haldades abonentide parki, mis vajab raadioside juhtimist, juhtimist ja jälgimist.
DAMM TetraFlexi kõne- ja andmelogisüsteem pakub ulatuslikke ja täpseid kõne- ja andmesalvestusfunktsioone ning laia valikut CDR-logimise võimalusi.
Green Tape Solutions on Austraalia konsultatsioonifirma, mis on spetsialiseerunud keskkonnamõju hindamisele, heakskiitmisele ja auditeerimisele ning ökoloogilistele uuringutele.
Kui soovite oma elektrijaama jõudlust ja töökindlust parandada, vajate õiget simulatsioonikogemust. Üks ettevõte on pühendunud elutruude elektrijaama simulaatorite tootmisele, mis tagavad, et teie töötajatel on elektrijaama ohutuks ja tõhusaks käitamiseks vajalikud teadmised.
Postituse aeg: 18. detsember 2019