Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Инерциального термоядерного синтеза электростанция предназначена для выработки электроэнергии путем использования инерционного удержания синтеза методов в промышленных масштабах. Этот тип электростанции все еще находится на стадии исследования.

Двумя установленными вариантами возможного среднесрочного осуществления производства термоядерной энергии являются магнитное удержание , используемое в международном проекте ИТЭР , и инерционное удержание на основе лазера , которое используется во французском Laser Mégajoule и в американском NIF . Термоядерный синтез с инерционным удержанием ( ICF ), включая инерционный синтез тяжелых ионов ( HIF ), был предложен в качестве возможного дополнительного средства реализации термоядерной электростанции.

Общие принципы реактора с инерционной термоядерной энергией (IFE) [ править ]

Работа реактора IFE в некотором смысле аналогичной работы четырехтактного цикла о наличии бензинового двигателя :

  • поступление термоядерного топлива (микрокапсулы) в камеру реактора;
  • сжатие микрокапсулы для инициирования реакций синтеза;
  • взрыв плазмы, созданной во время такта сжатия, приводящий к высвобождению термоядерной энергии;
  • удаление остатка реакции, который впоследствии будет обработан для извлечения всех повторно используемых элементов, в основном трития.

Чтобы обеспечить такую ​​операцию, инерционный термоядерный реактор состоит из нескольких подмножеств:

Макет золотого хольраума, используемого в лазерном инерционном удержании.
  • система впрыска, доставляющая в реакционную камеру капсулы с термоядерным топливом, а также возможные устройства, необходимые для инициирования термоядерного синтеза:
    • контейнер ( hohlraum ), предназначенный для разогрева топливной капсулы до однородной очень высокой температуры, в основном для методов удержания лазерного и ионного луча ;
    • «проволочный массив» и его линия электропередачи для техники удержания z-пинча ;
  • «драйвер», используемый для сжатия капсул с термоядерным топливом, который, в зависимости от технологии, может быть лазером , ускорителем ионного пучка или устройством z-пинча;
  • реакционная камера, построенная на внешней стенке из металла или внутреннем покрытии, предназначенном для защиты внешней стенки от ударной волны термоядерного синтеза и излучения, для получения излучаемой энергии и для производства тритиевого топлива;
  • система, предназначенная для обработки продуктов реакции и мусора.
Дополнительная информация: Пример планируемой установки IFE можно увидеть в статье Z Pulsed Power Facility.

Проекты IFE [ править ]

Было предложено несколько проектов электростанций на инерционном термоядерном синтезе, включая планы производства энергии на основе следующих экспериментальных устройств, находящихся в эксплуатации или в стадии строительства:

Только проекты США и Франции основаны на z-образном ограничении; другие основаны на методах лазерного удержания.

Проект Ливермора IFE (LIFE) был закрыт в январе 2014 года. [1]

По состоянию на июнь 2006 г. лазеры мегаджоулей и NIF еще не находились в полной эксплуатации. Эксперименты по термоядерному синтезу с инерционным и лазерным удержанием не пошли дальше первой фазы. Примерно в 2010 году планировалось завершить строительство NIF и мегаджоулей.

Фазы проекта по сравнению с магнитным удержанием [ править ]

В области магнитного удержания 2-я фаза соответствует целям ИТЭР, 3-я - его последователю ДЕМО через 20-30 лет, а 4-я - возможному ПРОТО через 40-50 лет. Различные этапы такого проекта следующие:

  • Демонстрация горения: воспроизводимое достижение высвобождения энергии
  • Демонстрация высокого усиления: экспериментальная демонстрация возможности реактора с достаточным выигрышем энергии
  • Промышленная демонстрация: проверка различных технических вариантов и всех данных, необходимых для определения коммерческого реактора.
  • Коммерческая демонстрация: демонстрация работоспособности реактора в течение длительного периода с соблюдением требований по безопасности, ответственности и стоимости.

См. Также [ править ]

  • Термоядерная реакция
  • Сила термоядерного синтеза
  • Инерционное электростатическое удержание
  • Термоядерный синтез с инерционным удержанием
    • Лазерное инерционное удержание
      • Мегаджоульный лазер
      • Национальный центр зажигания
    • Инерциальное удержание ионного пучка
    • Z-пинч инерциальное удержание
      • Z Pulse Power Facility
  • Список статей по физике плазмы

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ Seife, Чарльз (16 октября 2014). «Мечтатели, торговцы и гагары от Fusion Energy: до накопления энергии солнца всегда будет 20 лет» . Шифер.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • "La fusion thermonucléaire par confinement inertiel: de la recherche fondamentale à la production d'énergie" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 25 ноября 2006 года. (1,28  МБ ) ( Университет Бордо I , ноябрь 2005 г.) (на французском языке) [ мертвая ссылка ]
  • Учебное пособие по термоядерной энергии тяжелых ионов (Виртуальная национальная лаборатория термоядерного синтеза тяжелых ионов)
  • «Сводный отчет 2-го Координационного совещания по исследованию элемента электростанций на инерционном термоядерном синтезе» (PDF) . (4,82  МБ ) (ноябрь 2003 г.) [ мертвая ссылка ]
  • "Обзор программы инерционной термоядерной энергии" (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 23 сентября 2006 года. (4,14  МБ ) (Консультативный комитет по наукам о термоядерной энергии, март 2004 г.) [ мертвая ссылка ]
  • «Обзор термоядерных ядерных технологий в США» (PDF) . (513  КБ ) (июнь 2005 г.)
  • Мнения о нейтронно-физических и активационных проблемах, с которыми сталкиваются камеры IFE с жидкостной защитой
  • Позиция IEEE-США: Исследования и разработки в области термоядерной энергии (июнь 2006 г.)