Bright SPARC: MIT bilim insanları füzyon gücünü gerçeğe dönüştürebilir mi?

Size en iyi deneyimi sunmak için bunları kullanırız. Web sitemizi kullanmaya devam ederseniz, bu web sitesindeki tüm çerezleri almaktan memnun olduğunuzu varsayacağız.

İtalyan petrol şirketi Eni, SPARC adlı bir füzyon güç deneyinde sıfır karbon enerjisi üretmek için süper iletken mıknatısların geliştirilmesi konusunda enstitüyle iş birliği yapan bir MIT yan kuruluşu olan Commonwealth Fusion Systems'a 50 milyon dolar yatırım yapıyor. Julian Turner, CEO Robert Mumgaard'dan konuyla ilgili bilgi alıyor.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nün (MIT) kutsal salonlarının derinliklerinde bir enerji devrimi gerçekleşiyor. Bilim insanları, onlarca yıllık ilerlemenin ardından füzyon gücünün nihayet hak iddia etmeye hazır olduğuna ve sınırsız, yanmasız, sıfır karbonlu enerjinin kutsal kasesinin ulaşılabilir olabileceğine inanıyor.

İtalyan enerji devi Eni de bu iyimserliği paylaşarak, MIT'nin Plazma Füzyon ve Bilim Merkezi (PSFC) ve özel şirket Commonwealth Fusion Systems (CFS) ile füzyon enerjisini 15 yıl gibi kısa bir sürede şebekeye aktarmayı amaçlayan ortak bir projeye 50 milyon avro (62 milyon dolar) yatırım yaptı.

Güneş'e ve yıldızlara güç veren füzyon sürecini kontrol etmek, asırlardır var olan bir sorun yüzünden sekteye uğruyor: Bu uygulama muazzam miktarda enerji açığa çıkarsa da, ancak milyonlarca santigrat derece gibi aşırı sıcaklıklarda gerçekleştirilebiliyor. Bu sıcaklık, güneşin merkezinden daha sıcak ve herhangi bir katı maddenin dayanamayacağı kadar yüksek.

Füzyon yakıtlarının bu aşırı koşullarda sınırlandırılmasının getirdiği zorluklar sonucunda, füzyon enerjisi deneyleri şimdiye kadar yetersiz enerjiyle çalışmış, füzyon reaksiyonlarını sürdürmek için gerekenden daha az enerji üretmiş ve dolayısıyla şebeke için elektrik üretememiştir.

CFS CEO'su Robert Mumgaard, "Füzyon araştırmaları son birkaç on yıldır kapsamlı bir şekilde incelendi ve bu da füzyon enerjisi için bilimsel anlayış ve teknolojilerde ilerlemeler sağlanmasıyla sonuçlandı" diyor.

“CFS, daha büyük hükümet programlarıyla aynı fizik yaklaşımını kullanarak daha küçük füzyon cihazları yapmak için yeni yüksek alanlı mıknatıslar geliştirdiğimiz yüksek alanlı yaklaşımı kullanarak füzyonu ticarileştiriyor. Bunu yapmak için CFS, yeni mıknatısları geliştirmekle başlayarak MIT ile işbirlikçi bir projede yakın bir şekilde çalışıyor.”

SPARC cihazı, atom altı parçacıklardan oluşan gaz halindeki bir çorba olan sıcak plazmayı yerinde tutmak için güçlü manyetik alanlar kullanıyor ve bunun halka biçimli vakum odasının herhangi bir parçasıyla temas etmesini önlüyor.

Mumgaard, "Başlıca zorluk, füzyonun gerçekleşebileceği koşullarda bir plazma yaratmak ve böylece tükettiğinden daha fazla güç üretmektir," diye açıklıyor. "Bu, büyük ölçüde plazma fiziği olarak bilinen bir fizik alt alanına dayanır."

Bu kompakt deney, on saniyelik darbelerde yaklaşık 100MW ısı üretmek üzere tasarlanmıştır, bu da küçük bir şehrin kullandığı güç kadardır. Ancak SPARC bir deney olduğu için, füzyon gücünü elektriğe dönüştürecek sistemleri içermeyecektir.

MIT'deki bilim insanları, plazmayı ısıtmak için kullanılan gücün iki katından fazla bir çıktı elde edileceğini ve sonunda teknik açıdan en önemli dönüm noktasına ulaşılacağını öngörüyor: füzyondan pozitif net enerji elde edilmesi.

Mumgaard, "Füzyon, yerinde tutulan ve manyetik alanlar kullanılarak yalıtılmış bir plazmanın içinde gerçekleşir," diyor. "Bu kavramsal olarak manyetik bir şişeye benzer. Manyetik alanın gücü, manyetik şişenin plazmayı yalıtma ve böylece füzyon koşullarına ulaşma yeteneğiyle çok güçlü bir şekilde ilişkilidir.

"Bu nedenle, güçlü mıknatıslar üretebilirsek, daha az güç kullanarak daha sıcak ve yoğun hale gelebilen plazmalar üretebiliriz. Ve daha iyi plazmalarla, cihazları daha küçük ve inşa edilmesi ve geliştirilmesi daha yönetilebilir hale getirebiliriz.

"Yüksek sıcaklık süper iletkenleriyle, çok yüksek mukavemetli manyetik alanlar ve dolayısıyla daha iyi ve daha küçük manyetik şişeler yapmak için yeni bir aracımız var. Bunun bizi füzyona daha hızlı ulaştıracağına inanıyoruz."

Mumgaard, mevcut füzyon deneylerinde kullanılanın iki katı kadar güçlü bir manyetik alan üretme potansiyeline sahip, büyük çaplı süperiletken elektromıknatısların yeni neslinden bahsediyor ve bu sayede boyut başına güçte on kattan fazla artış sağlanabiliyor.

İtriyum-baryum-bakır oksit (YBCO) adı verilen bir bileşikle kaplanmış çelik banttan yapılan yeni süperiletken mıknatıslar, SPARC'ın ITER'in yaklaşık beşte biri kadar bir füzyon güç çıkışı üretmesini ancak bunun hacminin yalnızca 1/65'i kadar olan bir cihazda gerçekleşmesini sağlayacak.

YBCO mıknatısları, net füzyon enerjisi cihazlarının inşasında gereken boyutu, maliyeti, zaman çizelgesini ve organizasyonel karmaşıklığı azaltarak, füzyon enerjisine yönelik yeni akademik ve ticari yaklaşımlara da olanak tanıyacak.

Mumgaard, “SPARC ve ITER, her ikisi de tokamaklardır; yani plazma fiziğinin onlarca yıldır geliştirilen kapsamlı temel bilimine dayanan özel bir manyetik şişe türüdür” diye açıklıyor.

“SPARC, çok daha yüksek bir manyetik alana izin veren ve hedeflenen füzyon performansını çok daha küçük boyutlarda sağlayan yeni nesil yüksek sıcaklık süperiletken (HTS) mıknatısları kullanacak.

"Bunun, füzyonu iklimle ilgili bir zaman diliminde ve ekonomik olarak cazip bir üründe gerçekleştirmenin önemli bir bileşeni olacağına inanıyoruz."

Zaman çizelgeleri ve ticari uygulanabilirlik konusuna gelince, SPARC, 1970'lerde başlayan MIT'deki çalışmalar da dahil olmak üzere onlarca yıldır incelenen ve geliştirilen bir tokamak tasarımının evrimleşmiş halidir.

SPARC deneyi, çoğu ticari elektrik santralinin kapasitesine eşdeğer, yaklaşık 200 MW elektrik kapasitesine sahip dünyanın ilk gerçek füzyon güç tesisinin önünü açmayı amaçlıyor.

Füzyon enerjisi konusundaki yaygın şüpheciliğe rağmen (Eni, bu alana yoğun yatırım yapan ilk küresel petrol şirketi olma vizyonuna sahip), savunucuları bu tekniğin sera gazı emisyonlarını azaltırken aynı zamanda dünyanın artan enerji ihtiyacının önemli bir bölümünü karşılayabileceğine inanıyor.

Yeni süperiletken mıknatısların sağladığı daha küçük ölçek, şebekede füzyon enerjisinden elektrik elde etmenin daha hızlı ve daha ucuz bir yolunu mümkün kılıyor.

Eni, 2033 yılına kadar 200 MW'lık bir füzyon reaktörü geliştirmenin 3 milyar dolara mal olacağını tahmin ediyor. Avrupa, ABD, Çin, Hindistan, Japonya, Rusya ve Güney Kore arasındaki bir iş birliği olan ITER projesi, 2025 yılına kadar ilk aşırı ısıtılmış plazma testi ve 2035 yılına kadar ilk tam güç füzyonu yapma hedefine yarıdan fazla yaklaştı ve yaklaşık 20 milyar avroluk bir bütçeye sahip. SPARC'ta olduğu gibi, ITER de elektrik üretmeyecek şekilde tasarlanmıştır.

Peki, ABD şebekesi 2GW-3GW'lık monolitik kömür veya fisyon santrallerinden 100MW-500MW aralığındaki santrallere doğru ilerlerken, füzyon enerjisi zorlu bir pazarda rekabet edebilir mi - ve eğer edebilirse, ne zaman?

Mumgaard, "Hala yapılması gereken araştırmalar var, ancak zorluklar biliniyor, yeni inovasyonlar işleri hızlandırmanın yolunu gösteriyor, CFS gibi yeni oyuncular sorunlara ticari bir odak getiriyor ve temel bilim olgunlaştı" diyor.

"Füzyonun birçok insanın düşündüğünden daha yakın olduğuna inanıyoruz. Bizi izlemeye devam edin." jQuery( document ).ready(function() { /* Şirketler karuseli */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });

DAMM Cellular Systems A/S, endüstriyel, ticari ve kamu güvenliği müşterileri için güvenilir, sağlam ve kolayca ölçeklenebilir Karasal Trunk Radyo (TETRA) ve Dijital Mobil Radyo (DMR) iletişim sistemlerinde dünya liderlerinden biridir.

DAMM TetraFlex Dispatcher, radyo haberleşme komuta, kontrol ve izleme gerektiren abone filolarını işleten kuruluşlarda verimliliğin artmasını sağlar.

DAMM TetraFlex Ses ve Veri Kayıt Sistemi, kapsamlı ve doğru ses ve veri kayıt fonksiyonlarının yanı sıra çok çeşitli CDR kayıt olanakları da sunmaktadır.

Green Tape Solutions, çevresel değerlendirmeler, onaylar ve denetimler ile ekolojik araştırmalar konusunda uzmanlaşmış Avustralyalı bir danışmanlık şirketidir.

Elektrik santralinizin performansını ve güvenilirliğini iyileştirmek istediğinizde, sizi oraya götürecek doğru simülasyon deneyimini isteyeceksiniz. Bir şirket, personelinizin elektrik santralinizi güvenli ve verimli bir şekilde işletmek için gereken bilgiye sahip olmasını sağlayan gerçekçi elektrik santrali simülatörleri üretmeye kendini adamıştır.


Gönderi zamanı: 18-Aralık-2019
WhatsApp Online Sohbet!