SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement

Fúzny reaktor bez magnetov

1

Fúzne reaktory typu tokamak používajú magnety na udržanie vysokoteplotnej plazmy, v ktorej sa atómové jadrá spájajú a uvoľňujú energiu. V posledných mesiacoch sa dostali do centra pozornosti vďaka obrovskému pokroku v oblasti supravodivých magnetov. Napriek týmto úspechom je však tradičná magneticko-kondenzačná fúzia, ktorá bude vyrábať dostatok elektrickej energie bez emisií uhlíka, vzdialená ešte roky. Tokamaky však nie sú jedinou cestou k fúznej energii. Nový fúzny reaktor FuZE-Q typu Z-pinch spoločnosti Zap Energy so sídlom v Seattli obchádza potrebu nákladných a zložitých magnetických cievok.

Namiesto toho zariadenie vysiela impulzy elektrického prúdu pozdĺž stĺpca vysoko vodivej plazmy, čím vytvára magnetické pole, ktoré súčasne obmedzuje, stláča a ohrieva ionizovaný plyn. Tento prístup sa nazýva Z-pinch, lebo prúd stláča plazmu pozdĺž tretej osi alebo osi Z trojrozmernej mriežky. Potenciálne by sa tak mohla vyrábať energia v zariadení, ktoré je jednoduchšie, menšie a lacnejšie ako masívne tokamaky alebo laserové fúzne zariadenia, ktoré sa dnes vyvíjajú. Plazma vytvorená metódou Z-pinch bola v minulosti nestabilná.

Keďže nie je dokonale rovnomerne stlačená, v priebehu desiatok nanosekúnd sa zvlní a rozpadne. Vydrží teda príliš krátko na to, aby sa z nej dalo vyrobiť užitočné množstvo elektriny. Postup Zap Energy, ktorý sa nazýva stabilizácia šmykového toku, odstraňuje túto nestabilitu zmenou toku plazmy pozdĺž stĺpca. Konštrukcia obklopuje plazmu v blízkosti centrálnej osi stĺpca rýchlejšie prúdiacou plazmou. Predstavte si to ako stály prúd áut idúcich v strednom pruhu diaľnice, ktoré nemôžu zmeniť jazdný pruh, pretože po oboch stranách sviští hustá premávka.

Toto usporiadanie udržiava plazmu reagujúcu pri fúzii v ohnisku a stlačenú dlhšie, ako to dokázali predchádzajúce konfigurácie Z-pinch. Ben Levitt, riaditeľ výskumu a vývoja spoločnosti Zap Energy, predpokladá, že tento postup dosiahne vedeckú rentabilitu (bod, v ktorom sa energia uvoľnená zlučujúcimi sa atómami rovná energii potrebnej na vytvorenie podmienok fúzie) do polovice roka 2023. Demonštračný reaktor FuZE-Q má byť dokončený v polovici roku 2022.

Experimenty zatiaľ potvrdili simulácie, ktoré predpovedajú, že plazma zostane stabilná, keď sa zosilnia prúdy Z-pinch. Nový stroj, ktorého rozpočet sa odhaduje približne na 4 milióny dolárov, zvýši silu impulzov z 500 kiloampérov na viac ako 650 kA, čo je približná hranica, pri ktorej Levitt a jeho tím predpokladajú, že môžu preukázať rentabilitu. No aj keď FuZE-Q dosiahne vedeckú rentabilitu, bude treba produkovať ešte vyššie prúdy, aby elektrický výkon na výstupe presahoval energiu potrebnú na vytvorenie fúznej reakcie. Zap dúfa, že tento míľnik dosiahne v roku 2026.

Zdroj: spectrum.ieee.org.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

1 komentár

bez jadra to este par desaťročí asi nepojde… reakcia na: Fúzny reaktor bez magnetov

9.1.2022 13:01
je sice pekné a nádejné pre buducnost toto skúmať, ale tipujem ze 15-20 rokov to este trvat bude… a dovtedy nas elektroauta odelektrizuju… nemci mozno predcasne to jadro odpisali… sak uvidime co to spravi v celej europe s energetickou (ne)zavislostou…
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať