Брајт SPARC: могу ли научници МИТ-а да остваре фузијску енергију?

Користимо их да бисмо вам пружили најбоље искуство. Ако наставите да користите нашу веб страницу, претпоставићемо да се слажете са свим колачићима на овој веб страници.

Италијанска нафтна компанија Ени улаже 50 милиона долара у Commonwealth Fusion Systems, компанију која је део MIT-овог spin-out-а и сарађује са институтом на развоју суперпроводних магнета за производњу енергије са нултом емисијом угљеника у експерименту фузионе енергије под називом SPARC. Џулијан Тарнер добија детаље од извршног директора Роберта Мамгарда.

Дубоко у светим ходницима Масачусетског технолошког института (МИТ) одвија се енергетска револуција. Након деценија напретка, научници верују да је фузијска енергија коначно спремна да заузме своје место и да је свети грал неограничене енергије без сагоревања и са нултом емисијом угљеника можда надохват руке.

Италијански енергетски гигант Ени дели овај оптимизам, улажући 50 милиона евра (62 милиона долара) у заједнички пројекат са Центром за плазма фузију и науку (PSFC) МИТ-а и приватном компанијом Commonwealth Fusion Systems (CFS), који има за циљ да убрза фузијску енергију уведе у мрежу за само 15 година.

Контролисање фузије, процеса који покреће Сунце и звезде, заустављено је због вековног проблема: иако ова пракса ослобађа огромне количине енергије, може се изводити само на екстремним температурама од милиона степени Целзијуса, топлијим од центра Сунца и превише врућим да би било који чврсти материјал издржао.

Као резултат изазова ограничавања фузионих горива у овим екстремним условима, експерименти са фузионом енергијом су до сада радили са дефицитом, генеришући мање енергије него што је потребно за одржавање фузионих реакција, и стога нису у могућности да производе електричну енергију за мрежу.

„Истраживање фузије је опширно проучавано током последњих неколико деценија, што је резултирало напретком у научном разумевању и технологијама за фузијску енергију“, каже извршни директор CFS-а Роберт Мамгард.

„CFS комерцијализује фузију користећи приступ високог поља, где развијамо нове магнете високог поља како бисмо направили мање фузионе уређаје користећи исти физички приступ као и већи владини програми. Да би то урадио, CFS тесно сарађује са MIT-ом у заједничком пројекту, почевши од развоја нових магнета.“

SPARC уређај користи снажна магнетна поља да би држао врућу плазму – гасовиту супу субатомских честица – како би спречио њен контакт са било којим делом вакуумске коморе у облику крофне.

„Главни изазов је стварање плазме у условима за фузију, тако да производи више енергије него што троши“, објашњава Мамгард. „Ово се у великој мери ослања на подобласт физике познату као физика плазме.“

Овај компактни експеримент је дизајниран да производи око 100 MW топлоте у импулсима од десет секунди, колико користи мали град. Али, пошто је SPARC експеримент, неће укључивати системе за претварање фузионе енергије у електричну енергију.

Научници на МИТ-у очекују да ће излаз бити више него двоструко већи од снаге која се користи за загревање плазме, чиме ће се коначно постићи врхунска техничка прекретница: позитивна нето енергија из фузије.

„Фузија се одвија унутар плазме која је задржана на месту и изолована магнетним пољима“, каже Мамгард. „Ово је концептуално слично магнетној боци. Јачина магнетног поља је веома снажно повезана са способношћу магнетне боце да изолује плазму како би могла да достигне услове фузије.“

„Дакле, ако можемо да направимо јаке магнете, можемо да направимо плазму која може да постане топлија и гушћа користећи мање енергије за одржавање. А са бољим плазмама можемо да направимо уређаје мањим и лакшим за конструисање и развој.“

„Са високотемпературним суперпроводницима имамо нови алат за прављење магнетних поља веома велике јачине, а самим тим и бољих и мањих магнетних боца. Верујемо да ће нас ово брже довести до фузије.“

Мумгард се односи на нову генерацију суперпроводних електромагнета великог пречника који имају потенцијал да произведу магнетно поље двоструко јаче од оног које се користи у било ком постојећем експерименту фузије, омогућавајући више од десетоструко повећање снаге по величини.

Направљени од челичне траке обложене једињењем названим итријум-баријум-бакар оксид (YBCO), нови суперпроводни магнети ће омогућити SPARC-у да произведе фузијску снагу од око петине снаге ITER-а, али у уређају који је само око 1/65 запремине.

Смањењем величине, трошкова, временског оквира и организационе сложености потребне за изградњу уређаја за нето фузијску енергију, YBCO магнети ће такође омогућити нове академске и комерцијалне приступе фузијској енергији.

„SPARC и ITER су токамаци, специфична врста магнетне боце засноване на опсежној основној науци развоја физике плазме током деценија“, појашњава Мамгард.

„SPARC ће користити следећу генерацију високотемпературних суперпроводничких (HTS) магнета који омогућавају много јаче магнетно поље, дајући циљане перформансе фузије уз много мању величину.“

„Верујемо да ће ово бити кључна компонента за постизање фузије у временском року релевантном за климу и економски атрактивног производа.“

Што се тиче временских рокова и комерцијалне исплативости, SPARC је еволуција дизајна токамака који је проучаван и усавршаван деценијама, укључујући рад на МИТ-у који је започео 1970-их.

SPARC експеримент има за циљ да отвори пут за прво право постројење за фузијску енергију на свету са капацитетом од око 200 MW електричне енергије, упоредивим са већином комерцијалних електрана.

Упркос широко распрострањеном скептицизму око фузионе енергије – Ени има визију будућности да буде прва глобална нафтна компанија која ће значајно инвестирати у њу – заговорници верују да ова техника потенцијално може да задовољи значајан део растућих светских потреба за енергијом, а истовремено да смањи емисију гасова стаклене баште.

Мања скала коју омогућавају нови суперпроводни магнети потенцијално омогућава бржи и јефтинији пут до електричне енергије из фузијске енергије на мрежи.

Компанија Ени процењује да ће развој фузионог реактора снаге 200 MW до 2033. године коштати 3 милијарде долара. Пројекат ITER, сарадња између Европе, САД, Кине, Индије, Јапана, Русије и Јужне Кореје, је више од пола пута ка свом циљу првог теста прегрејане плазме до 2025. године и прве фузије пуне снаге до 2035. године, а има буџет од око 20 милијарди евра. Као и код SPARC-а, ITER је дизајниран да не производи електричну енергију.

Дакле, с обзиром на то да се америчка мрежа удаљава од монолитних електрана на угаљ или фисију снаге 2GW-3GW ка онима у распону од 100MW-500MW, може ли фузијска енергија да се такмичи на тешком тржишту – и, ако може, када?

„Још увек постоје истраживања која треба обавити, али изазови су познати, нове иновације указују на пут ка убрзању ствари, нови играчи попут CFS-а доносе комерцијални фокус на проблеме, а основна наука је зрела“, каже Мумгард.

„Верујемо да је фузија ближа него што многи људи мисле. Пратите нас.“ jQuery( document ).ready(function() { /* Компаније - карусел */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });

DAMM Cellular Systems A/S је један од светских лидера у поузданим, робусним и лако скалабилним земаљским радио (TETRA) и дигиталним мобилним радио (DMR) комуникационим системима за индустријске, комерцијалне и јавне безбедносне кориснике.

ДАММ ТетраФлекс диспечер нуди повећану ефикасност у организацијама, управљајући флотом претплатника којима је потребна радио комуникациона команда, контрола и праћење.

DAMM TetraFlex систем за снимање гласа и података нуди свеобухватне и прецизне функције снимања гласа и података, као и широк спектар могућности за евидентирање CDR-а.

Green Tape Solutions је аустралијска консултантска кућа, специјализована за процене утицаја на животну средину, одобрења и ревизије, као и еколошка истраживања.

Када желите да побољшате перформансе и поузданост ваше електране, пожелећете право искуство симулације да бисте то постигли. Једна компанија је посвећена производњи симулатора електрана који су реалистични и осигуравају да ваше особље има знање потребно за безбедно и ефикасно управљање вашом електраном.


Време објаве: 18. децембар 2019.
Онлајн ћаскање на WhatsApp-у!