Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi...
Transcript of Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi...
![Page 1: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/1.jpg)
Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r.
Elektrownie termojądrowe, czyli jak rozpalić energię gwiazd na Ziemi ?
![Page 2: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/2.jpg)
Elektrownie termojądrowe Porównanie elektrowni węglowej i elektrowni syntezywytwarzającej 7 mld kWh w ciągu roku (przykład z [8])
Elektrownia spalająca węgiel:3 miliony ton węgla,11 milionów ton CO2.
Elektrownia termojądrowa: 100 kg deuteru + 3 tony litu,zero emisji CO2 do atmosfery,brak odpadów radioaktywnych.
![Page 3: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/3.jpg)
Elektrownie termojądrowe Fuzja na Ziemi
Deuter – z wody morskiej (0.02% wodoru w wodzie to wodór ciężki, czyli deuter)Tryt – pozyskiwany z litu (lekkiego metalu występującego w skorupie ziemskiej i w wodzie morskiej). Ze względu na krótki czas połowicznego rozpadu (12.32 lat) trudno go znaleźć, magazynować, produkować i poza tym jest drogi. Z tego powodu synteza paliwa deuterowo-trytowego wymaga wytworzenia trytu z litu.
1g paliwa jądrowego (mieszanina deuteru+trytu) traci 4miligramy masy, która zamienia się w energię zgodnie z wzorem Einsteina E=mc2.
Przykład z [8]:Energia uwolniona – 26 MWh/g (dla 5000 gospodarstw domowych przez 1 dzień)
Dla jednego człowieka na całe życie – bateria z telefonu komórkowego (lit) + wanna wody (deuter)
![Page 4: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/4.jpg)
Elektrownie termojądrowe Plazma – gaz zjonizowanyEmpedokles, V w p. n. e. ziemia, woda,powietrze, ogień.
1928 r. pojęcie plazmy do języka fizyki wprowadził Irving Langmuir (1881-1987r.)
Schemat strukturygazu i plazmy (rys. z [1])
![Page 5: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/5.jpg)
Elektrownie termojądrowe Plazma – 4 stan skupienia materii (99,9% materii w Wszechświecie jest plazmą)Konieczne jest wytworzenie bardzo wysokich temperatur, tak aby jądra mogły pokonać barierę odpychania elektrostatycznego i zbliżyć się na odległość działania sił jądrowych krótkiego zasięgu, prowadzących bezpośrednio do łączenia się jąder.Energie kinetyczne jąder konieczne do zapoczątkowania reakcji syntezy odpowiadają temperaturze:-) 45 000 000·K dla reakcji: D+T→4He+n+17.6MeV-) 400 000 000·K dla reakcji: D+D→3He+n+3.25MeV i D+D T+p+4.03MeV.→W takich wysokich temperaturach każda substancja jest w stanie całkowitej jonizacji, czyli składa się wyłącznie z naładowanych jąder oraz elektronów znajdujących się w szybkim, bezładnym ruchu. Taki stan nazywamy plazmą. Jest on też zwany czwartym stanem skupienia materii obok stałego, ciekłego i gazowego.Etapy tworzenia się plazmy z cząsteczek deuteru i reakcji termojądrowej (rys. z [7]):
![Page 6: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/6.jpg)
Elektrownie termojądrowe Występowanie plazmy w przyrodzie oraz zakres badań nad plazmą (rys. [1]). →Aby w tak wysokich temperaturach ciśnienie plazmy nie było zbyt wysokie, jej gęstość powinna być w przybliżeniu równa 0,0001 gęstości atmosfery (1015 cząstek w 1cm3). W wysokiej temperaturze plazma silnie promieniuje, wskutek czego traci swą energię. Aby raz zapoczątkowana reakcja termojądrowa mogła przebiegać samoistnie, energia wydzielona w plazmie w postaci ciepła reakcji powinna przewyższać energię traconą.
Jednym z najważniejszychwarunków zrealizowania reakcjitermojądrowej jest utrzymaniegorącej plazmy w ograniczonejobjętości dopóty,dopóki znaczna część jądernie weźmie udziału w reakcjach syntezy.
Rozwiązanie tego problemupolega na działaniu na cząstkinaładowane odpowiednimpolem magnetycznym
Gęstośćatmosfery
![Page 7: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/7.jpg)
Elektrownie termojądrowe Warunek zapłonu plazmy :
Temperatura T,Gęstość n,Czas utrzymania τ (grecka litera „tau”),
--------
Temperatura 20-200 milionów stopni,
Duża gęstość, długi czas Słońce,→lubDuża gęstość, krótki czas Laser, bomba H,→lubMała gęstość, długi czas Tokamak, stellarator,→
![Page 8: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/8.jpg)
Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża ono warunki przy których zachodzi zapłon plazmy(kiedy ciepło wydzielające się z reakcji fuzji wystarcza, aby utrzymać stałą temperaturę plazmy bez dostarczania energii z zewnątrz).
Ma ono następującą postać:n·τ≥1016s·cm-3 dla reakcji D+D→3He+n+3.25MeV D+D T+p+4.03MeV→n·τ≥1014s·cm-3 dla reakcji D+T→4He+n+17.6MeV
gdzie:n-gęstość plazmy,τ-czas utrzymania plazmy.
![Page 9: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/9.jpg)
Elektrownie termojądrowe Inne możliwe reakcje termojądrowe do wykorzystania ... (lista z [11])
![Page 10: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/10.jpg)
Elektrownie termojądrowe Reakcje termojądrowe możliwe do wykorzystania do produkcji energii w w-kach ziemskich:● D+T→4He+n+17.6MeV●
● n+6Li→4He+T+4.8MeV● n+7Li→4He+T+n+2.47MeV
Rozważa się też inne reakcje wykorzystujące 3He i 11B.
Jednak ze względu na dostępność paliwa najbardziej obiecujące są reakcje D i T.
Uzyskanie deuteru np. z wody morskiej nie stanowi żadnego problemu technicznego i zapewnia praktycznie nieograniczone ilości tego paliwa (na 1m3 wody morskiej przypada 33g deuteru).
Tryt możemy bardzo łatwo uzyskać bombardując jądra litu neutronami, które powstają podczas fuzji deuteru i trytu. Lit jest dosyć powszechny na Ziemi. Jest go dużo w skorupie ziemskiej i jego wydobycie jest stosunkowo łatwe.
![Page 11: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/11.jpg)
Elektrownie termojądrowe Sposoby na uwięzienie/utrzymanie plazmy:● Uwięzienie grawitacyjne (możliwe do realizacji tylko w gwiazdach),● Uwięzienie magnetyczne (urządzenia wykorzystujące: TOKAMAK, STELLARATOR),● Inercyjne uwięzienie elektrostatyczne (urządzenia wykorzystujące: FUZOR, POLYWELL),● Uwięzienie inercyjne (wykorzystywane w bombach wodorowych).
Na Ziemi opanowano niekontrolowaną reakcję termojądrowąrealizowaną w bombie wodorowej.Podstawowe reakcje jakie zachodzą w bombie wodorowej to:T+D → 4He+n+17.6MeVn+6Li →4He+T+4.8MeV
![Page 12: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/12.jpg)
Elektrownie termojądrowe Schemat reaktora termojądrowego typu „tokamak”Znajdująca się w komorze plazma poddana jest działaniu pól magnetycznych wytworzonych przez układ elektromagnesów skierowanych wzdłuż i w poprzek toroidu. Substraty reakcji dostarczane są w postaci kolejnych „wstrzyknięć”, na podobieństwo porcji paliwa w silniku spalinowym.Prowadzi to do wypadkowego pola magnetycznego o kształcie linii śrubowej. Prąd elektryczny jest indukowany w plazmie przez transformator i płynąc wzdłuż obwodu toroidu podgrzewa plazmę, a wytworzone pole magnetyczne także ją ściska, nie pozwalając przy tym na kontakt ze ściankami komory. Ciekawą rolę spełniają produkowane w reakcji neutrony. Są one elektrycznie obojętne, więc nie reagują na obecność pola magnetycznego, uciekają z obszaru, w którym zachodzą reakcje syntezy i są pochłaniane przez wewnętrzną osłonę tokamaka. Chłodzenie tej osłony cieczą pozwala wyprowadzić wyzwoloną w reakcji energię na zewnątrz reaktora. Rys. z [7] →
TOKAMAK (z j.rosyjskiego: ToroidalnajaKAmiera s MAgnitymi Katuszkami – toroidalna komora z cewkami magnetycznymi).
Pierwsze tokamaki powstały w drugiej połowie lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku w Związku Radzieckim. W następnej dekadzie podobne urządzenia zaczęły działać w Europie Zachodniej i w USA.
Nadal bilans energetyczny pracy tokamaków jest ujemny (podobnie jak innych urządzeń służących kontrolowanej fuzji termojądrowej).
![Page 13: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/13.jpg)
Elektrownie termojądrowe Nadal bilans energetyczny pracy tokamaków jest ujemny (podobnie jak innych urządzeń służących kontrolowanej fuzji termojądrowej).
Przykłady eksperymentów JET (Joint European Torus)Culham – Wielka Brytania. JET (objętość plazmy ok. 80 m3)za mały, aby zapewnić dodatni bilans energetyczny.
Rys. z [13] → 1991r. FTE1 (First Tritium Experiment)Po raz pierwszy na świecie kontrolowana fuzja w mieszaninie deuteru i trytu (ok. 2MW przez jedną sekundę).Zastosowano "słabe" paliwo (90% deuteru i 10% trytu);1997r. DTE1 (Deuterium-Tritium Experiment)Mieszanka 50:50 deuteru i trytuTrzy rekordowe wyniki:– Moc fuzji 16MW– Energia uwolniona 22MJ– Stosunek energii fuzji do energii włożonej = 0,652004r. TTE (Tritium Trace Experiment)Śladowy dodatek trytu (< 1-2%)
![Page 14: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/14.jpg)
Elektrownie termojądrowe Tokamak – cd …
Rys. z [7] →
Centralny transformator indukuje prąd płynący w plazmie– ogrzewa plazmę do temperatury ok. 1keV
![Page 15: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/15.jpg)
Elektrownie termojądrowe Tokamak – cd …
←Ciekawa ilustracja sposobu odprowadzania energii z blanketu.
Interesująca ilustracja systemu → cyrkulacji pierwiastków (D,T He, Li)w reaktorze termojądrowym.
![Page 16: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/16.jpg)
Elektrownie termojądrowe Tokamak ITER – po łac. „droga” (ang. International Thermonuclear Experimental Reactor – Międzynarodowy Eksperymentalny ReaktorTermojądrowy). Jest budowany od 2010 rokuw Cadarache (Francja). Ma zademonstrowaćmożliwości pozyskiwania energii z syntezytermojądrowej w warunkach ziemskich.
- Objętość plazmy ok. 830 m3,- Objętość komory próżniowej ok. 1400 m3,- Waga tokamaku 22 000 ton (2x > wieża Eiffla),- W każdym momencie w komorze spalania będzie ok. 1,5 g paliwa jądrowego (mieszanka 1:1 D+T), (CIEKAWOSTKA: ok. 35g „paliwa” /godz. jest potrzebne, aby uzyskać prąd o mocy 1000MW),- Temperatura plazmy 150 milionów stopni,- Energia potrzebna do podgrzania plazmy – 50MW („rozruch”: ww. mocy przez kilka sekund),- Sprawność reaktora - 10,- Planowana moc 500 MW (powinien generować 0,5-1,5 GW mocy z fuzji w impulsach o długości 1000 sekund),- Temp.pracy elektromagnesów 4K (-269°C)- Wydatki ~15 miliardów euro (na rok 2015).
![Page 17: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/17.jpg)
Stellaratory:
Pierwszy Stellarator A z 1954 roku
i jego twórca:
amerykanin Lyman Spitzer
(zdjęcie z 1993 r.)
Elektrownie termojądrowe
![Page 18: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/18.jpg)
Stellaratory:
Stellarator Wendelstein 7-X, Greifswald Niemcy
- Największy na świecie,
- Koszt – 1 miliard euro - w tym 80% Niemcy
(15 razy tańszy niż tokamak ITER!)
- Robocizna 1 milion r/g,
- Budowany w latach 2005-2014 (projekt 1994 r.),
- Pierwsza plazma uzyskana w 10 grudnia 2015r. (1 mln K przez ok. 0,1 sek),
- W 2016 roku - seria eksperymentów z plazmą o temp. 80 mln K
utrzymywanej przez ¼ sek.
- Około roku 2021 – utrzymywanie plazmy przez 30 minut.
Elektrownie termojądrowe
![Page 19: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/19.jpg)
Stellaratory: Stellarator Wendelstein 7-xElektrownie termojądrowe
System cewek (kolor niebieski), plazmy (żółta) → Magnetyczne pole jest namalowane kolorem zielonym na żółtej powierzchni plazmy
Realizacja:1. komora próżniowa,2. system cewek,3. kriostat.
![Page 20: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/20.jpg)
Stellarator Wendelstein 7-X , kriostat:Elektrownie termojądrowe
![Page 21: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/21.jpg)
Stellarator Wendelstein 7-X , 20 płaskich cewekElektrownie termojądrowe
![Page 22: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/22.jpg)
Stellarator Wendelstein 7-X , 50skręconych cewekElektrownie termojądrowe
![Page 23: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/23.jpg)
Elektrownie termojądrowe Stellarator Wendelstein 7-X , schemat całościowy
![Page 24: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/24.jpg)
Elektrownie termojądrowe Stellarator Wendelstein 7-X – parametry:Wielkość urządzenia - średnica 16m, wysokość 5m;
Masa - 725t
Max.promień plazmy - 5,5m(średnia wartość);
Min.promień plazmy - 0,53m (średnia wartość);
Natężenie pola magnet. - 3 Tesle
Ciągła praca przez 30 minut przy ogrzewaniu mikrofalami
Plazma
skład chemiczny - wodór, deuter;
objętość - 30 m3;
waga - 0,005 do 0,03 grama;
Ogrzewanie plazmy - 15 megawatów
Temperatura plazmy - do 100 milionów K
Gęstość plazmy - do 3 x1020 cząstek/m3
![Page 25: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/25.jpg)
Elektrownie termojądrowe Stellarator Wendelstein 7-X :
Rys. z [3])Wykonane z węgla lub metalu wyłożenie powierzchni blanketu chłodzonego wodą (temp. ok 100 tys. K).
Celem jest pochłanianie wysokoenergetycznych neutronów i odprowadzenie ciepła.
![Page 26: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/26.jpg)
Elektrownie termojądrowe Technologia tokamak vs stellarator
- Tokamak / stellarator : cel ten sam, ale inna koncepcja projektowa,
- Główna idea stellaratora: tak zmieniać pole magnetyczne, aby znieść wpływ sił na
zjonizowane cząstki krążące w torusie.
- Główna idea tokamaka: urządzenie dostarcza wymagany kształt pola magnetycznego, nie przez modyfikacje
tego pola magnetycznego, ale przez sterowanie prądem indukowanym w samej plaźmie.
a)pole toroidalne - utrzymuje ciśnienie wewnątrz plazmyb)centralny transformator indukuje prąd płynący w plazmie – ogrzewa plazmę do T ok. 1 keV c)pole pionowe - utrzymuje sznur plazmowy w stabilnym centralnym położeniu
Rys. z [12] →
![Page 27: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/27.jpg)
Elektrownie termojądrowe Prawdopodobna ścieżka do uruchomienia elektrowni termojądrowych:~2027r.-eksperymentalny ITER - synteza termojądrowa ~500MW (zysk energet.~10),~2035–2045r.-pierwsza produkcyjna elektrownia termojądrowa (zysk energet.~20),~2050r.-komercyjne elektrownie termojądrowe.
„14 MeV neutron source” - dotyczy rozwoju technologii materiałów na „blanket” / pojemnik na plazmę : odporne na szybkie neutrony, niski potencjał aktywacji, odporne na ciepło i erozję.
~35 g „paliwa”/godz.(mieszanka 1:1 D+T) jest potrzebne, aby uzyskać w elektrowni prąd o mocy 1000 MW.
![Page 28: Ryszard Biernikowicz (PTMA Szczecin) 5 stycznia 2017r. · 2019. 4. 30. · Mała gęstość, długi czas → Tokamak, stellarator, Elektrownie termojądrowe Kryterium Lawsona - wyraża](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052022/6036f63ad294ab63f20bfa85/html5/thumbnails/28.jpg)
Literatura:[1] Strona o syntezie termojądrowej (j.polski!): http://atom.edu.pl/index.php/technologia/technologie-przyszlosci/synteza-termojadrowa.html[2] Nuclear Fusion Status and Prospects: http://www.ipp.mpg.de/986351/fusion_e.pdf[3] Wendelstein 7-X and Fusion. At the cuttingedge of technology: http://www.ipp.mpg.de/987655/w7x_and_industry_en.pdf[4] Wendelstein 7-X fusionexperiment: http://www.ipp.mpg.de/3766317/W7-XFlyer_engl_2014.pdf[5] Research for the Energy of the Future - http://www.ipp.mpg.de/987142/broschuere_engl.pdf[6] http://www.nauka.gov.pl/aktualnosci-ministerstwo/uruchomiono-stellarator-wendelstein-7-x.html[7] Strona Politechniki Warszawskiej „e-fzyka” - https://ilf.fzyka.pw.edu.pl/podrecznik/1/3/8[8] Andrzej Gałkowski 2009r. "Fuzja jądrowa–energia przyszłości": http://slideplayer.pl/slide/88702/[9] Science W7-X: http://www.sciencemag.org/news/2015/10/bizarre-reactor-might-save-nuclear-fusion[10] The Economist o W7-X: http://www.economist.com/news/science-and-technology/21676752-research-fusion-has-gone-down-blind-alley-means-escape-may-now-be[11] Maciej Kasela "Reaktory termojądrowe" 2016r. - http://slideplayer.pl/slide/10692510/[12]Dyskusja o stellaratorze - http://forums.overclockers.com.au/showthread.php?t=1183157[13] S. Cowley „Hot fusion” - https://www.iter.org/doc/www/content/com/Lists/WebLinks/Attachments/581/PhysicsWorld1010_Cowley.pdf[14] S.Jednoróg, M.Karpińska „ITER panaceum na kłopoty energetyczne” - http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mtj/ITER-SJ.pdf[15] Science for Kids Energy and Fusion: http://www.ipp.mpg.de/48357/science_for_kids.pdf
Elektrownie termojądrowe