Энергетика нового века

Физмат, Биология, Психология, разные науки, новейшие открытия, околонаучные беседы

Модератор: Странник34

Аватара пользователя
Андрей
Архитектор
Сообщения: 6333
Зарегистрирован: 06 май 2015, 14:10
Откуда: Чехов
Благодарил (а): 489 раз
Поблагодарили: 415 раз

Re: Энергетика нового века

Сообщение Андрей » 07 дек 2020, 09:52

Китай зажигает «искусственное солнце»: введён в эксплуатацию термоядерный реактор HL-2M Tokamak
05.12.2020 [17:40], Геннадий Детинич

В пятницу почти без отставания от графика в исследовательской лаборатории в Чэнду, провинция Сычуань, принят в эксплуатацию экспериментальный термоядерный реактор HL-2M Tokamak. Установка пришла на смену реактору HL-2A. Новый реактор позволит китайским учёным проводить эксперименты с плазмой, разогреваемой до температуры 150 млн °C, что в три раза больше, чем позволял HL-2A. И это в десять раз больше, чем внутри Солнца!

Экспериментальный термоядерный реактор HL-2M Tokamak станет новым, более совершенным полигоном для изучения течения термоядерных реакций. Разогретая до сверхвысоких температур магнитоактивная плазма внутри реактора удерживается магнитным полем. По словам учёных, реактор HL-2M может удерживать плазму до 10 секунд.

Изучение процессов в лаборатории поможет довести разработку установки до создания экспериментального реактора, который начнут строить в Китае в следующем году, и до промышленного прототипа, который планируется построить к 2035 году. Переход к полномасштабной эксплуатации термоядерной энергии Китай рассчитывает осуществить к 2050 году.

Также работа реактора HL-2M Tokamak может помочь в развитии международного проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), в рамках которого на юге Франции строится термоядерный реактор с участием ведущих стран, включая Россию, Китай, США, Японию и других. Как и HL-2M Tokamak, реактор ITER будет разогревать изотопы водорода до 150 млн °C. Поскольку реактор ITER будет введён в эксплуатацию в период с 2023 по 2025 годы, эксперименты на китайском реакторе HL-2M могут помочь в осуществлении проекта. Ждём интересных результатов!

Аватара пользователя
Андрей
Архитектор
Сообщения: 6333
Зарегистрирован: 06 май 2015, 14:10
Откуда: Чехов
Благодарил (а): 489 раз
Поблагодарили: 415 раз

Re: Энергетика нового века

Сообщение Андрей » 12 дек 2020, 22:01

На токамаке KSTAR установили новый рекорд по удержанию плазмы

webpxye.jpg

На южнокорейском токамаке KSTAR установлен новый мировой рекорд по времени удержания высокотемпературной плазмы в магнитном поле. Теперь он составляет 20 секунд, а к 2025 году должен увеличиться до 300 секунд, сообщается на сайте журнала Nuclear Engineering International.

Токамак KSTAR (Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) функционирует с 2008 года и является одной из немногих установок такого типа в мире, обладающей полностью сверхпроводящими магнитными катушками. Катушки выполнены из станнида триниобия и ниобий-титана и охлаждаются до температуры 4 кельвина.

На KSTAR ведутся исследования по длительному удержанию водородной или дейтериевой плазмы в магнитном поле, в том числе в рамках работ по проекту международного экспериментального термоядерного реактора ITER, который сейчас строится во Франции.

Начиная с момента получения первой плазмы на KSTAR физики пытались удерживать все более горячую плазму как можно дольше. В 2018 году время удержания плазмы с температурой ионов в 100 миллионов кельвинов составляло 1,5 секунды, в марте прошлого года оно увеличилось до 8 секунд.

24 ноября 2020 года ученым удалось достичь показателя в 20 секунд, что является мировым рекордом. Эксперименты велись в режиме с внутренним транспортным барьером (Internal Transport Barrier), при котором наблюдается пониженный уровень турбулентности в плазме, а температура центральной области плазменного шнура увеличивается, по сравнению с режимом H-моды.

Ожидается, что к 2021 году будет произведена замена углеродных внутрикамерных элементов токамака на вольфрамовые. К 2025 году исследователи ходят достичь времени удержания горячей плазмы 300 секунд, а к 2040 году Корея намерена создать свой вариант демонстрационного термоядерного реактора K-DEMO.

Сборка реактора ITER официально началась в июле этого года, помимо него в термоядерной гонке участвуют и частные компании. О них можно узнать из нашего материала «Это будет бомба».

Александр Войтюк
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Аватара пользователя
Андрей
Архитектор
Сообщения: 6333
Зарегистрирован: 06 май 2015, 14:10
Откуда: Чехов
Благодарил (а): 489 раз
Поблагодарили: 415 раз

Re: Энергетика нового века

Сообщение Андрей » 01 июн 2021, 10:35

BDK писал(а):
22 мар 2017, 13:27
Токамаки не вошли в обиход по простой причине - пока не удалось добиться их работы. Тесты в течение секунд - да. Но работа - это чтобы реактор мог работать хотя бы минуты. В тестах энергии на запуск тратится гораздо больше чем реактор успевает выработать за секунды работы. Поэтому пока термоядерные реакторы - это прожорливая игрушка для ученых. Очень дорогая и затратная. Ни о какой дешевой энергии пока нет и речи. Вот когда добьются работы реактора хотя бы в течение часа - возможно энергетический баланс пойдет в плюс - то есть выработанная за время работы реактора энергия окупит затраты на его запуск.

Сейчас в этом плане насколько знаю самые большие успехи у китайцев. У них есть токамак который в тестах продержался в работе дольше всех - что-то в пределах минуты (не помню точно).
Китайский термоядерный реактор установил новый рекорд

Экспериментальный сверхпроводящий токамак EAST, расположенный в китайском городе Хэфэй, превзошёл центр Солнца по температуре плазмы в 8 раз. Параллельно был поставлен ещё один рекорд по времени удержания плазмы.

Ключевые показатели нового рекорда: 120 миллионов градусов и 101 секунда удержания плазмы, а также 160 миллионов градусов и 20 секунд удержания.

EAST относится к токамакам – тороидальным установкам, которые удерживают плазму в очень сильном магнитном поле.

Внутри таких установок физики пытаются воссоздать процессы, происходящие в недрах нашей звезды. Солнце производит невероятное количество энергии за счёт синтеза более тяжёлых химических элементов из более лёгких, для чего нужны высокие температуры и скорости (на которых сталкиваются составляющие). Однако для получения управляемого термоядерного синтеза необходимо научиться удерживать плазму на достаточно длительных временных промежутках.

В 2016 году EAST разогрел водородную плазму до 50 миллионов градусов и удержал её в течение 102 секунд. В 2018 году "китайское искусственное солнце" разогрело плазму до ста миллионов градусов, но удержать её удалось в течение 10 секунд.

И вот теперь был установлен новый мировой рекорд, о котором сообщило агентство "Синьхуа".

Конечной целью физиков является удержание разогретой до 100 миллионов градусов плазмы на протяжении 1000 секунд (около 17 минут).

В будущем учёные, благодаря таким научным экспериментам, надеются получить источник чистой и "бесконечной" энергии, который будет работать на основе дейтерия (тяжёлого изотопа водорода). Дейтерия много в водах океана. Согласно оценке учёных, один литр морской воды энергетически эквивалентен 300 литрам бензина.

https://smotrim.ru/article/2569056

Аватара пользователя
Андрей
Архитектор
Сообщения: 6333
Зарегистрирован: 06 май 2015, 14:10
Откуда: Чехов
Благодарил (а): 489 раз
Поблагодарили: 415 раз

Re: Энергетика нового века

Сообщение Андрей » 10 фев 2022, 22:54

Термоядерная энергетика возможна: на экспериментальном европейском реакторе получен рекордный объём энергии

Опытный европейский термоядерный реактор Joint European Torus в британском Оксфорде установил рекорд по объёму выработанной энергии в реакции синтеза. Установка работала рекордные 5 секунд и произвела за это время 59 мегаджоулей тепловой энергии, что в два раза выше, чем в случае предыдущего рекорда, установленного в 1997 году. Новый эксперимент показал, что проект ИТЭР движется в правильном направлении и управляемый термояд возможен.

Установка Joint European Torus (JET) создавалась как уменьшенная копия реактора ИТЭР. Точнее, опытный термоядерный реактор ИТЭР на юге Франции строится на основе значительно увеличенного проекта JET. Поэтому все эксперименты на реакторе Joint European Torus служат основой для успешного запуска ИТЭР в будущем. В 1997 году JET установил рекорд по пиковой выработке тепловой энергии в управляемой термоядерной реакции синтеза — он выдал пиковую мощность в 16 МВт и длительную (в течение примерно 4 секунд) энергию 21,7 мегаджоулей, что означает, что в среднем за 1 секунду было выработано 5,4 МВт/с энергии.

После более чем 20 лет модернизации установки JET и подбора оптимальных рабочих параметров осенью прошлого года реактор смог выдать более чем в два с половиной раза больше энергии или 59 мегаджоулей за 5 секунд или 11,8 МВт/с за 1 секунду выработки. Перед учёными не стояла задача получить пик выходной мощности. Требовалось поддерживать реакцию горения плазмы как можно дольше. Где 5 секунд, там и 5 минут, резюмируют исследователи. От термоядерного реактора, прежде всего, требуется способность работать длительное время.

Поставленный на JET эксперимент показал соотношение затраченной и полученной тепловой энергии в районе Q=0,33. Для положительного выхода энергии значение Q должно быть больше 1. Если возможности JET увеличить до масштабов реактора ИТЭР, то вполне реально будет достичь соотношения затраченной энергии к полученной в районе расчётного для ИТЭР значения Q=10. И это одно их важнейших достижений поставленного на JET эксперимента. Это означает, что ИТЭР движется в правильном направлении, и он сможет дать положительный выход энергии после запуска.

Другим важным следствием рекордного эксперимента на реакторе JET может быть то, что это способно ускорить принятие решения по началу строительства опытной европейской термоядерной электростанции (EU DEMO). Реактор ИТЭР не предназначен для подачи электрической энергии в распределительную сеть. Это будет делать следующий проект — EU DEMO, но он пока находится на ранних этапах согласования.

https://3dnews.ru/1059896/termoyadu-bit ... om-energii