Tokamak ARC© MIT ARC team
Koncepcja wytwarzania energii z kontrolowanej fuzji jądrowej narodziła się przed ponad 60 laty, a pierwszy tokamak został uruchomiony w 1956 roku. Praktyczne wykorzystywanie energii z takiego źródła jest jednak obecnie równie odległe, jak i wówczas. Jednak najnowsze badania naukowców z MIT-u dają nadzieję, że ludzkość w końcu zacznie korzystać z fuzji jądrowej. Dzięki postępom w technologii produkcji magnesów naukowcy z MIT-u zaprojektowali kompaktowy tokamak, który można by wdrożyć do praktycznego użycia już w ciągu dekady.
Profesor Dennis Whyte, dyrektor Plasma Science and Fusion Center mówi, że wykorzystanie w projekcie tokamaka nadprzewodzących taśm z tlenku barowo-miedziowego (REBCO - rare-earth barium copper oxide) zmienia wszystko. Dzięki REBCO można będzie bowiem uzyskać znacznie silniejsze pole magnetyczne. Całość będzie przy tym mniejsza niż obecnie proponowane tokamaki. Mniejszy system będzie zaś tańszy oraz będzie można go szybciej zbudować. Artykuł opisujący nowy projekt został opublikowany w piśmie Fusion Engineering and Design.
Prototypowy projekt ma służyć przede wszystkim dalszym badaniom nad fuzją, jednak może być również wykorzystany w roli pierwszej komercyjnej elektrowni. Jego założenia bazują na znanych od kilkudziesięciu lat podstawach. Zmiana polega na wykorzystaniu REBCO. Znacznie silniejsze pole magnetyczne pozwala na uzyskanie znacznie większej wydajności - mówi jeden z autorów projektu, doktorant Brandon Sorbom.
W reaktorach fuzyjnych ma zachodzić reakcja podobna jak we wnętrzu gwiazd. Atomy wodoru mają łączyć się, tworząc hel, czemu towarzyszy uwalnianie wielkich ilości energii. Podczas takiej reakcji kluczową rolę odgrywa pole magnetyczne. Im jest ono silniejsze, tym potężniejsza reakcja. Zależność jest tutaj jak 1:4, zatem przy dwukrotnym zwiększeniu natężenia pola magnetycznego otrzymujemy 16-krotne zwiększenie mocy. Każde zwiększenie natężenia pola niesie ze sobą olbrzymie korzyści - mówi Sorbom.
Nowa technologia, zaproponowana przez naukowców z MIT-u, powoduje - dzięki użyciu REBCO - 10-krotne zwiększenie mocy fuzji w porównaniu z obecnie stosowanymi technologiami. Porównanie pomysłu z MIT-u z budowanym obecnie we Francji słynnym reaktorem ITER, wypada zdecydowanie na korzyść tego pierwszego. ITER ma kosztować około 40 miliardów dolarów. Tymczasem naukowcy z MIT-u szacują, że ich reaktor, którego średnica będzie dwukrotnie mniejsza od ITER-a, będzie miał tę samą moc, można go szybciej wybudować i to za ułamek kosztów ITER-a. Jednocześnie Amerykanie podkreślają, że poza różnicą w rozmiarach i mocy pola magnetycznego obie konstrukcje bazują na tych samych zasadach. Reaktor z MIT-u, nazwany ARC, ma jeszcze jedną zaletę. W jego wypadku wymiana rdzenia nie wymaga rozebrania całego urządzenia. A to czyni go świetnym narzędziem badawczym, gdyż ekspertom będzie znacznie łatwiej eksperymentować z różnymi materiałami. ARC, podobnie zresztą jak ITER, będzie mógł pracować w systemie ciągłym. Obecne tokamaki badawcze są w stanie pracować tylko przez kilka sekund. Wydłużenie tego czasu doprowadziłoby do przegrzania. Na tym jednak nie koniec zalet ARC-a. Reaktor korzysta z płynnego płaszcza ochronnego, dzięki, który można poddawać krążeniu i wymianie. W obecnie stosowanych reaktorach używa się płaszczy ze stałych materiałów, które ulegają szybkiej degradacji. Wymiana takiego płaszcza jest kosztownym pracochłonnym zajęciem.
Twórcy projektu oceniają, że ich reaktor może wyprodukować 3-krotnie więcej energii niż potrzebuje do podtrzymania reakcji, jednak projekt można prawdopodobnie udoskonalić tak, by zwiększyć ilość energii do 5- lub 6-krotności tego, co potrzebuje reaktor. Jeśli uczeni z MIT-u mają rację, to właśnie opracowali przełomowy reaktor fuzyjny. Dotychczas żaden tokamak nie wyprodukował nadmiarowej energii.
Źródło: MIT
Zobacz również
23 komentarze
Gość Astro
11.08.2015Prototypowy projekt ma służyć przede wszystkim dalszym badaniom nad fuzją, jednak może być również wykorzystany w roli pierwszej komercyjnej elektrowni
Zastanawiam się, czy jednak twórcy pomysłu (токамак - Toroidalnaja Kamiera s Magnitnymi Katuszkami) paroma zręcznymi publikacjami nie poślą jankesów w należne im miejsce. Jeśli nawet, to ciekaw jestem, kto o tym napisze? 
gooostaw
11.08.2015ARC? Tak samo jak ten "Arc Reactor": http://marvelcinematicuniverse.wikia.com/wiki/Arc_Reactor ?
Wysoko mierzą ale, ok. Lubie jak fantastyka jest inspiracją dla nauki.
Jajcenty
12.08.2015ARC? Tak samo jak ten "Arc Reactor"
Zbieżność jest nieprzypadkowa. Dobra nazwa zapewnia lepsze finansowanie.
Odczuwam lekki dyskomfort z powodu niespójności. Równocześnie używany jest tryb przypuszczający i dokonany. Przez chwilę miałem wrażenie że ustrojstwo już stoi i za chwilę wymienią mu rdzeń.
Przemek Kobel
12.08.2015A gdzie standardowa informacja dołączana do każdego tekstu o tokamakach, że będą w użyciu już za 20 lat?
Jajcenty
12.08.2015Optymizm autorów określiłbym nawet na 10 lat
Ja raczej widziałem to w tygodniach, jak tylko znajdą ten ułamek z 40 mld dolarów. Ile to może być? 4? 20?
pogo
12.08.2015Myślę, że nie będzie szans na sfinansowanie kolejnego tokamaka, póki ten we Francji nie udowodni, że działa zgodnie z założeniami. Strzelam, że poczekamy 5 lat od uruchomienia do decyzji o budowie kolejnego eksperymentalnego. Chyba, że wcześniej znajdą się prywatni inwestorzy, albo inne kraje się zrzucą.
Robin_Otzi
13.08.2015Nie wiem ile czasu potrzeba, ale mam nadzieję, że to będzie energia przyszłości!
Jajcenty
13.08.2015Najpierw musi się udać wyprodukować energię z tego... co wcale nie jest takie pewne.
Pomysł ma ponad 60 lat, czyli mniej więcej tyle ile upłynęło od pierwszego lotu braci Wright do lądowania na Księżycu. Nawet my, informatycy nie mający sobie równych w niedotrzymywaniu terminów i przekraczaniu budżetów, szybciej poddajemy projekty. W tej chwili bardziej pewne jest, że to nie będzie produkować energii.
pogo
13.08.2015Ja myślę, że będzie, ale koszty będą dużo wyższe niż przy produkcji energii z węgla. Dopiero zupełnie inny projekt w końcu da radę... ale kiedy?
Jajcenty
14.08.2015Ja myślę, że będzie, ale koszty będą dużo wyższe niż przy produkcji energii z węgla
Od strony finansowej na pewno taniej będzie robić energię z ziemniaków. I to w ten droższy, niefermentacyjny sposób : potato power
Gość Astro
14.08.2015taniej będzie robić energię z ziemniaków. I to w ten droższy, niefermentacyjny sposób : potato power
Z mikserem to już niezła fantastyka. Szkoda, że nie podpięli do tych ziemniaków jakiegoś akceleratora. 
Dodam, że w kontekście gęstości energii bardziej obiecujące są kiszone ogórki.
Jajcenty
14.08.2015Dodam, że w kontekście gęstości energii bardziej obiecujące są kiszone ogórki
Bo elektrolit ma lepsze parametry. Chciałem zaproponować cytrynę, ale technologię ogórkową można lepiej rozwinąć - do słonej i ostatecznie morskiej wody.
Gość Astro
14.08.2015Chciałem zaproponować cytrynę, ale technologię ogórkową można lepiej rozwinąć
Cytryna zdecydowanie rozbije się o koszty. W ogórkach widzę zresztą potencjał naszego kraju. Jeszcze rzucimy wszystkich na kolana.
Robin_Otzi
14.08.2015Żartujecie sobie!
A tu o poważne sprawy chodzi!
To może lepiej elektrociepłownie na słomę budować?
Albo sacharę przykryć panelami słonecznymi?
Albo chociaż wydać zarządzenie, że wszystkie dachy zamiast dachówki będą miały ogniwa fotowoltaiczne i wszystkie parkingi przed marketami, aby dodatkowo był cień
Gość Astro
14.08.2015Żartujecie sobie!
Gratuluję odkrycia!
A tu o poważne sprawy chodzi!
Kasa zawsze jest poważna? Bo tylko o nią chodzi. 
Albo sacharę przykryć panelami słonecznymi?
Nie łapię; chodzi o Saharę, czy sacharozę?
Robin_Otzi
14.08.2015Gratuluję odkrycia!
Kasa zawsze jest poważna? Bo tylko o nią chodzi.
Nie łapię; chodzi o Saharę, czy sacharozę?
Oj czepiasz się literówek
Z sacharozy to inne "paliwo" można zrobić 
Daleko nie zajedziemy tylko na paliwach kopalnych - mimo, że są najtańsze!
Gość Astro
14.08.2015Daleko nie zajedziemy tylko na paliwach kopalnych
Nie wiem jak Ty, ale ja tam ogórków nie kopię. Ani nie wykopuję.
Czy "sachara" vs. "Sahara" to literówka?
W szkole nazywa się to chyba inaczej.
Co do "innego paliwa" z sacharozy, to jednak nie wygląda to zbyt obiecująco finansowo. Jeśli o energię elektryczną oczywiście chodzi.
Robin_Otzi
14.08.2015Nie wiem jak Ty, ale ja tam ogórków nie kopię. Ani nie wykopuję.
Czy "sachara" vs. "Sahara" to literówka?
W szkole nazywa się to chyba inaczej.
Co do "innego paliwa" z sacharozy, to jednak nie wygląda to zbyt obiecująco finansowo. Jeśli o energię elektryczną oczywiście chodzi.
no może "dwuliterówka"
a o szkode to ja zapomniałem kilka dekad temu
a z sacharozy to nie myślałem o energii elektrycznej chociaż też potrafi kopnąć
Gość Astro
14.08.2015no może "dwuliterówka"
Na to zawsze jest dwururka.
a o szkode to ja zapomniałem kilka dekad temu
Wielka szkoda, bo zapewne jednak myślałeś o szkole.
a z sacharozy to nie myślałem o energii elektrycznej chociaż też potrafi kopnąć
Może, ale nie musisz się lękać. Krew dawno już wsiąkła w ziemię. Tam, gdzie ją rozlano, dojrzewają już winne grona.
Skomentuj