Светло SPARC: можат ли научниците од МИТ да ја направат фузионата енергија реалност?

Ги користиме за да ви го овозможиме најдоброто искуство. Доколку продолжите да ја користите нашата веб-страница, ќе претпоставиме дека сте согласни да ги примате сите колачиња на оваа веб-страница.

Италијанската нафтена компанија „Ени“ инвестира 50 милиони долари во „Комонвелт Фјужн Системс“, спинут на МИТ кој соработува со институтот за развој на суперспроводливи магнети за производство на енергија со нула јаглерод во експеримент за фузиска енергија наречен SPARC. Џулијан Тарнер добива информации од извршниот директор Роберт Мамгард.

Длабоко во светите сали на Технолошкиот институт во Масачусетс (МИТ) се случува енергетска револуција. По децении напредок, научниците веруваат дека фузиската енергија конечно е подготвена да го добие својот ден и дека светиот грал на неограничена енергија без согорување и нула јаглерод може да биде на дофат.

Италијанскиот енергетски гигант „Ени“ го дели овој оптимизам, инвестирајќи 50 милиони евра (62 милиони американски долари) во заеднички проект со Центарот за плазма фузија и наука (PSFC) на МИТ и приватната компанија „Комонвелт фузија системи“ (CFS), кој има за цел да го забрза воведувањето на фузиската енергија во мрежата за само 15 години.

Контролирањето на фузијата, процесот што ги напојува Сонцето и ѕвездите, е блокирано од вековниот проблем: иако практиката ослободува огромни количини на енергија, таа може да се изврши само на екстремни температури од милиони степени Целзиусови, потопло од центарот на Сонцето и премногу топло за да издржи кој било цврст материјал.

Како резултат на предизвикот на ограничувањето на горивата за фузија во овие екстремни услови, експериментите со фузиска енергија досега работеа на дефицит, генерирајќи помалку енергија отколку што е потребно за одржување на реакциите на фузија, и затоа не се во можност да произведуваат електрична енергија за мрежата.

„Истражувањето на фузијата е опширно проучувано во последните неколку децении, што резултираше со напредок во научното разбирање и технологиите за фузиска енергија“, вели извршниот директор на CFS, Роберт Мамгард.

„CFS ја комерцијализира фузијата користејќи го пристапот со високо поле, каде што развиваме нови магнети со високо поле за да направиме помали уреди за фузија користејќи го истиот пристап кон физиката како и поголемите владини програми. За да го направи ова, CFS тесно соработува со МИТ во заеднички проект, почнувајќи со развој на новите магнети.“

Уредот SPARC користи моќни магнетни полиња за да ја држи топлата плазма - гасовита супа од субатомски честички - за да спречи нејзин контакт со кој било дел од вакуумската комора во облик на крофна.

„Главниот предизвик е да се создаде плазма под услови за фузија, така што таа ќе произведува повеќе енергија отколку што троши“, објаснува Мумгард. „Ова во голема мера се потпира на подобласт на физиката позната како физика на плазмата.“

Овој компактен експеримент е дизајниран да произведе околу 100 MW топлина во десетсекундни импулси, колку што се користи во мал град. Но, бидејќи SPARC е експеримент, тој нема да ги вклучува системите за претворање на енергијата од фузија во електрична енергија.

Научниците од МИТ предвидуваат дека излезната моќност ќе биде повеќе од двојно поголема од моќноста што се користи за загревање на плазмата, конечно постигнувајќи го крајниот технички пресврт: позитивна нето енергија од фузија.

„Фузијата се случува во плазма држена на место и изолирана со магнетни полиња“, вели Мамгард. „Ова е концептуално како магнетно шише. Јачината на магнетното поле многу силно се поврзува со способноста на магнетното шише да ја изолира плазмата за да може да достигне услови на фузија.

„Така, ако можеме да направиме силни магнети, можеме да направиме плазма што може да стане потопла и погуста користејќи помалку енергија за да ја одржи. А со подобри плазми можеме да ги направиме уредите помали и полесни за управување за конструирање и развој.“

„Со високотемпературни суперпроводници, имаме нова алатка за производство на магнетни полиња со многу голема јачина, а со тоа и подобри и помали магнетни шишиња. Веруваме дека ова ќе нè доведе до фузија побрзо.“

Мамгард се однесува на нова генерација на суперспроводливи електромагнети со голем пречник кои имаат потенцијал да произведат магнетно поле двојно посилно од она што се користи во кој било постоечки експеримент за фузија, овозможувајќи повеќе од десеткратно зголемување на моќноста по големина.

Направени од челична лента обложена со соединение наречено итриум-бариум-бакар оксид (YBCO), новите суперспроводливи магнети ќе му овозможат на SPARC да произведе излезна моќност на фузија од околу една петтина од онаа на ITER, но во уред што е само околу 1/65 од волуменот.

Со намалување на големината, трошоците, временската рамка и организациската сложеност потребни за изградба на уреди за нето фузиска енергија, YBCO магнетите ќе овозможат и нови академски и комерцијални пристапи кон фузиската енергија.

„SPARC и ITER се токамаци, специфичен вид магнетно шише базирано на обемниот развој на основната наука за физика на плазмата во текот на децениите“, појаснува Мамгард.

„SPARC ќе ја користи следната генерација на високотемпературни суперспроводливи (HTS) магнети кои овозможуваат многу повисоко магнетно поле, давајќи ги целните перформанси на фузија при многу помала големина.“

„Веруваме дека ова ќе биде клучна компонента за постигнување фузија во временска рамка релевантна за климата и економски привлечен производ.“

Што се однесува до временските рокови и комерцијалната одржливост, SPARC е еволуција на дизајнот на токамак кој е проучуван и усовршуван со децении, вклучително и работата на МИТ која започна во 1970-тите.

Експериментот SPARC има за цел да го отвори патот за првиот вистински светски погон за фузија со капацитет од околу 200 MW електрична енергија, споредлив со оној на повеќето комерцијални електрични централи.

И покрај широко распространетиот скептицизам околу фузионата енергија - Ени има визија насочена кон иднината да биде првата глобална нафтена компанија што ќе инвестира многу во неа - застапниците веруваат дека техниката потенцијално може да задоволи значителен дел од растечките енергетски потреби во светот, а во исто време да ги намали емисиите на стакленички гасови.

Помалиот обем овозможен од новите суперспроводливи магнети потенцијално овозможува побрз и поевтин пат до електрична енергија од фузиска енергија на мрежата.

Ени проценува дека развојот на фузиски реактор од 200 MW до 2033 година ќе чини 3 милијарди долари. Проектот ИТЕР, соработка меѓу Европа, САД, Кина, Индија, Јапонија, Русија и Јужна Кореја, е повеќе од на половина пат кон својата цел за прв тест со суперзагреана плазма до 2025 година и прва фузија со полна моќност до 2035 година, и има буџет од околу 20 милијарди евра. Како и со SPARC, ИТЕР е дизајниран да не произведува електрична енергија.

Значи, со оглед на тоа што американската мрежа се оддалечува од монолитни електрани на јаглен или фисиони електрани од 2-3 GW кон оние во опсегот од 100 MW-500 MW, дали фузионата енергија може да се натпреварува на тежок пазар - и, ако е така, кога?

„Сè уште има истражувања што треба да се направат, но предизвиците се познати, новите иновации го покажуваат патот за забрзување на работите, новите играчи како CFS ставаат комерцијален фокус на проблемите, а основната наука е зрела“, вели Мамгард.

„Веруваме дека фузијата е поблиску отколку што многу луѓе мислат. Останете во тек.“ jQuery( document ).ready(function() { /* Вртелешка на компании */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });

DAMM Cellular Systems A/S е еден од светските лидери во сигурни, робусни и лесно скалабилни комуникациски системи за терестријална радио врска (TETRA) и дигитално мобилно радио (DMR) за индустриски, комерцијални и јавни безбедносни клиенти.

DAMM TetraFlex Dispatcher нуди зголемена ефикасност во организациите, управувајќи со флота од претплатници на кои им е потребна команда, контрола и следење на радио комуникациите.

Системот за евиденција на глас и податоци DAMM TetraFlex нуди сеопфатни и точни функции за снимање глас и податоци, како и широк спектар на можности за CDR евидентирање.

„Грин Тејп Солушнс“ е австралиска консултантска компанија, специјализирана за проценки на животната средина, одобрувања и ревизија, како и еколошки истражувања.

Кога сакате да ги подобрите перформансите и сигурноста на вашата електрана, ќе ви треба вистинското симулациско искуство за да го постигнете тоа. Една компанија е посветена на производство на реалистични симулатори на електрани кои гарантираат дека вашиот персонал го има потребното знаење за безбедно и ефикасно работење на вашата електрана.


Време на објавување: 18 декември 2019 година
WhatsApp онлајн разговор!