Przełom magnetyczny przybliża energię syntezy jądrowej do rzeczywistości

Podczas niedzielnego testu magnes nadprzewodzący osiągnął pole magnetyczne 20 Tesli, co czyni go najsilniejszym magnesem tego rodzaju, jaki kiedykolwiek stworzono.

Dzięki uprzejmości MIT

Naukowcy współpracujący z partnerstwem z siedzibą w USA twierdzą, że poczynili znaczne postępy w swoich wysiłkach na rzecz budowy reaktora termojądrowego na skalę komercyjną.

Rozwój może przyspieszyć drogę do niezawodnej, bezemisyjnej energii bez ograniczeń odnawialnych źródeł energii lub niektórych wad związanych z konwencjonalną energetyką jądrową.

Przełom, ogłoszony na środowym briefingu prasowym, jest magnesem tak potężnym, że może uwięzić i utrzymać paliwo wodorowe w wystarczająco wysokiej temperaturze, aby utrzymać syntezę jądrową – proces, który zasila Słońce – na praktyczną skalę.

Historia toczy się dalej pod reklamą

Przedstawiamy SPARC, kompaktowy, wysokopolowy tokamak, obecnie projektowany przez zespół z MIT i Commonwealth Fusion Systems.

T. Henderson/CFS/MIT-PSFC, 2020

Chociaż reaktor nie został jeszcze zbudowany, członkowie zespołu twierdzą, że magnesy są podstawą, dzięki której reszta projektu jest w zasięgu ręki. Ten rozwój jest jednym z najbardziej znaczących do tej pory w dążeniu do opracowania syntezy jądrowej jako długoterminowego rozwiązania nieubłaganego ocieplenia klimatu Ziemi spowodowanego ciągłym wykorzystaniem paliw kopalnych. Sygnalizuje również przyspieszenie wyścigu o odkrycie i komercjalizację tego, co wielu ekspertów uważa za kluczową technologię XXI wieku.

“Fuzja jest źródłem energii, której potrzebuje świat – i potrzebuje pewnego rodzaju prędkości. Niedługo wykorzystamy to dla ludzkości” – powiedział Dennis White, dyrektor Centrum Nauk o Plazmie i Fuzji w MIT.

W ciągu ostatnich trzech lat centrum połączyło siły z Commonwealth Fusion Systems, start-upem z Cambridge w stanie Massachusetts, aby położyć podwaliny pod reaktor termojądrowy, który nie tylko jest w stanie wytwarzać energię elektryczną, ale robi to przy wystarczająco dużej produkcji i niewielkim wystarczająca ilość miejsca, aby podejście było ekonomicznie wykonalne.

READ  Mali dostawcy usług internetowych przygotowują się do podniesienia cen i obniżenia usług w związku z decyzją Krajowego Komitetu Radiokomunikacyjnego

Na początku firma zdecydowała się skoncentrować na poprawie siły magnesów, aby ułatwić przechowywanie plazmy wysokotemperaturowej wymaganej do reakcji syntezy jądrowej w mniejszej, łatwiejszej do opanowania objętości niż jest to obecnie możliwe. Rezultatem jest rodzaj elektromagnesu wykonanego z materiału nadprzewodzącego, który po schłodzeniu do -253°C umożliwia przepływ prądu elektrycznego bez oporu. Podczas niedzielnego testu urządzenie osiągnęło pole magnetyczne o wartości 20 Tesli, co czyni go najpotężniejszym magnesem tego rodzaju, jaki kiedykolwiek stworzono.

Siła jest dwa razy silniejsza niż pole magnetyczne, które będzie działać w ITER, gigantycznym międzynarodowym projekcie syntezy jądrowej, który jest budowany we Francji od połowy 2000 roku i zbliża się do końca. Ale prawdziwym zyskiem jest to, że przy użyciu magnesu o dwukrotnie większym natężeniu pola, powstały reaktor termojądrowy może skurczyć się o 40.

„Jednym z powodów, dla których ten magnes jest tak ważny, jest to, że pozwolił nam rozwinąć nasze procesy produkcyjne, sprzęt i łańcuch dostaw na skalę odpowiednią do integracji biznesowej” — powiedział Joy Dunn, dyrektor operacyjny firmy.

Członkowie zespołu projektowego stwierdzili, że następnym krokiem jest zastosowanie magnesów w reaktorze testowym, który, jeśli się powiedzie, będzie pierwszym na świecie, który wykorzysta fuzję do wytworzenia większej ilości energii niż potrzeba do działania. Ta maszyna ma zostać ukończona w 2025 roku. To z kolei położy podwaliny pod pełnoprawną eksperymentalną elektrownię.

Historia toczy się dalej pod reklamą

Podobnie jak ITER, obiekt będzie opierał się na ciężkim izotopie wodoru znanym jako tryt, którego Kanada ma pod dostatkiem, ponieważ jest wytwarzany w reaktorach rozszczepienia uranu Candu, takich jak te w konwencjonalnych elektrowniach jądrowych w Ontario i Nowym Brunszwiku.

Blair Bromley, który kieruje działem energii syntezy jądrowej w Canadian Nuclear Association, stowarzyszeniu zawodowym, określił osiągnięcie amerykańskiego zespołu jako „bardzo ekscytujący rozwój dla całej społeczności zajmującej się syntezą jądrową”.

READ  Toronto jest bliskie wprowadzenia podatku od wolnych domów

Dodał jednak, że na drodze do działającej elektrowni termojądrowej prawdopodobnie napotka wiele przeszkód technicznych.

Zaprojektowany i zbudowany przez Commonwealth Fusion Systems i Centrum Nauki Plazmy i Fusion (MIT) Instytutu Technologii Massachusetts (PSFC), ten wielkoszerokopasmowy magnes nadprzewodzący o dużej wnęce wykazał rekordowe pole magnetyczne o wartości 20 tesli.

Gretchen Ertel/CFS/MIT-PSFC, 2021

„Jeśli pójdą szybko… i szybko się zbudują i szybko się uczą, może za 10 lat mogą zacząć generować energię elektryczną” – powiedział dr Bromley, który jest również fizykiem reaktora w Canadian Nuclear Laboratories w Chalk River, Ontario, chociaż nie był On przemawia w imieniu Federalnego Ośrodka Badawczego, „ale wszystko powinno im się udać”.

W swoich wysiłkach zmierzających do znalezienia skrótu do fuzji – źródła energii, które w przeszłości ironicznie określano jako 20 lat w przyszłości – zespół amerykański wykorzystał dziesięciolecia badań w dziedzinie syntezy z ograniczeniami magnetycznymi. Jest to to samo podejście, które wyprodukowało Common European Taurus z siedzibą w Oxfordshire w Wielkiej Brytanii, które podczas eksperymentu w 1997 roku przyniosło rekordowy zwrot ponad dwóch trzecich energii trafiającej do reaktora, który jest bardzo bliski awarii. parzysty. To utorowało drogę dla ITER, którego celem jest osiągnięcie 10-krotności progu progu rentowności, ale oczekuje się, że osiągnie to dopiero około 2035 r.

W zeszłym miesiącu naukowcy z National Ignition Facility w Livermore w Kalifornii poinformowali, że są również bliscy wyjścia na zero dzięki innym podejściu do syntezy jądrowej, które obejmuje detonację małej kapsuły z paliwem za pomocą najpotężniejszych na świecie promieni rentgenowskich. laser. Ale ta technologia jest daleka od komercjalizacji.

Historia toczy się dalej pod reklamą

Skłoniło to firmy takie jak General Fusion w Burnaby w Kolumbii Brytyjskiej do skorzystania z nowych technologii i ponownego rozważenia innych strategii osiągnięcia konsolidacji, które zostały odłożone na bok kilkadziesiąt lat temu. Kanadyjska firma ogłosiła zeszłego lata, że ​​w przyszłym roku rozpocznie budowę pilotażowej fabryki w Wielkiej Brytanii, z docelowym terminem ukończenia 2025 roku.

READ  Alberta Emergency Alert wydany z powodu awarii telefonu TELUS, sieci bezprzewodowej, telewizora i internetu

„Obecnie branża konsolidacyjna nabiera ogromnego tempa” — powiedział Jay Priester, dyrektor ds. rozwoju biznesu w General Fusion. „Postęp technologiczny i naukowy w sektorach prywatnym i publicznym przyspiesza harmonogram konsolidacji i obserwujemy wzrost inwestycji w tym sektorze”.

Prester dodał, że potencjalny rynek energii termojądrowej jest wystarczająco szeroki, aby wyprodukować więcej niż jedno rozwiązanie, a dziedzina jest wciąż na etapie, na którym należy realizować wszystkie obiecujące podejścia.

„Korzyści z tego zmieniającego świat źródła energii są bardzo znaczące i potrzebujemy wszystkich rąk na pokładzie, aby tak się stało” – powiedział.

Twój czas jest cenny. Otrzymuj nasz biuletyn nagłówków biznesowych z łatwością dostarczany do Twojej skrzynki odbiorczej rano lub wieczorem. Zarejestruj się dziś.

Elise Haynes

„Analityk. Nieuleczalny nerd z bekonu. Przedsiębiorca. Oddany pisarz. Wielokrotnie nagradzany alkoholowy ninja. Subtelnie czarujący czytelnik.”

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Back to top