Soldiers of Empires 2

Термоядерная энергия - когда же?

Облики будущего, видимые уже сейчас: небоскребы, космос сегодняшнего дня - МКС, межпланетные автоматические станции, исследования Солнечной системы.

Термоядерная энергия - когда же?

Postby Igor Kulakov » December 5th, 2013, 5:25 pm

Сибирские физики установили мировой рекорд по нагреванию термоядерной плазмы

Ученым Института ядерной физики имени Будкера (ИЯФ) Сибирского отделения РАН удалось разогреть термоядерную плазму до рекордных показателей - 4,5 миллиона градусов Кельвина(400 электрон-вольт). "Это примерно в 1,5-2 раза больше, чем удавалось достигнуть на похожих установках в мире до сих пор", - цитирует ИТАР-ТАСС заместителя директора института Александра Иванова.

Новосибирские физики подтвердили возможность создания нейтронных генераторов и реакторов ядерного синтеза. Иванов добавил: "Это некий пропуск в дебри температурной плазмы. Ближайшие перспективы при такой температуре, которая достигнута, можем говорить о сооружении очень мощного нейтронного генератора. Сейчас это не под силу ни одной другой установке в мире". Получается, что этот результат - важный шаг на пути к термоядерной энергетике.

Рекордная температура была достигнута в ИЯФ в ходе экспериментов в ноябре. Достижение многократно повторили, убедившись в правильности результатов, сибирские ученые посчитали возможным рассказать об успехах.

"Достигнутая электронная температура дает возможность достичь главного компонента - удержания тяжелых ионов, которые участвуют в реакции (термоядерного) синтеза", - пояснил заведующий лабораторией ИЯФ Петр Багрянский, руководитель работ на установке. Он отметил, что разогреть плазму удалось благодаря разработке нижегородского Института прикладной физики РАН - мощному источнику микроволнового излучения, передает "Интерфакс".

Багрянский отметил, что в результате экспериментов удалось достичь времени удержания плазмы около 10 миллисекунд. В свою очередь, Иванов подчеркнул, что мощность нейтронного пучка составляет 1 МВт на 1 кв. м, что эквивалентно параметрам строящегося реактора ITER. ITER, общая стоимость которого составляет около $10 млрд, сооружается во Франции, он призван доказать научно-техническую осуществимость использования энергии термоядерного синтеза в промышленных масштабах.

В проекте ITER участвуют: страны ЕС, Китай, Индия, Россия, США, Южная Корея и Япония. Евросоюз должен обеспечить 40% стоимости проекта, остальные страны вкладывают по 10% каждая. Основная часть вложений осуществляется в натуральной форме - поставками оборудования.

ИЯФ СО РАН - крупнейший академический институт страны. Там ведутся исследования в области физики высоких энергий, элементарных частиц, плазмы и управляемого термоядерного синтеза, разрабатываются современные ускорители, интенсивные источники синхротронного излучения и лазеры на свободных электронах.

взято с http://txt.newsru.com/russia/05dec2013/novosib.html
User avatar
Igor Kulakov
IgorLab Software TEAM
IgorLab Software TEAM
 
Posts: 2585
Joined: November 21st, 2011, 11:18 am
Location: Evil Empire

Re: Термоядерная энергия - когда же?

Postby Igor Kulakov » May 25th, 2014, 2:53 pm

В Германии открыли крупнейший термоядерный стеллалатор

http://lenta.ru/news/2014/05/22/ste/

Image

В немецком городе Грайфсвальде завершено строительство самого крупного в мире стеллалатора Wendelstein 7-X. Как сообщает mpg.de, строительство экспериментального объекта велось с 2005 года, на его сооружение потрачено более миллиарда евро.

Реактор состоит из 70 сверхпроводящих катушек общим весом более 725 тонн, способных создавать магнитное поле, удерживающее плазму с температурой до ста миллионов градусов Цельсия. Ученые уже в 2015 планируют начать эксперименты. Физики на своей установке хотят добиться удержания плазмы в течение 30 минут.

На сегодняшний день в мире существуют два перспективных проекта термоядерных реакторов: токамак и стеллалатор. В обоих установках плазма удерживается магнитным полем, однако в токамаке плазма имеет форму тороидального шнура, по которому пропускается электрический ток, тогда как в стеллалаторе магнитное поле наводится внешними катушками.

Установка немцев является прямым конкурентом международному проекту ИТЭР, в котором участвует и Россия. Токамак ИТЭР строится на юге Франции в 60 километрах от Марселя, и будет самым крупным термоядерным реактором в мире.
User avatar
Igor Kulakov
IgorLab Software TEAM
IgorLab Software TEAM
 
Posts: 2585
Joined: November 21st, 2011, 11:18 am
Location: Evil Empire

Re: Термоядерная энергия - когда же?

Postby future-dreamer » November 20th, 2015, 2:45 pm

Запуск многомиллиардного международного термоядерного реактора отложен

Image

Запуск проекта ИТЭР (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor — Международный термоядерный экспериментальный реактор) стоимостью несколько миллиардов долларов отложен на шесть лет. К такому решению, как сообщает Science News, пришел совет управляющих проекта.

Работы в рамках ИТЭР начались в 2006 году при бюджете в пять миллиардов евро. Начало экспериментов было запланировано на 2016 год. Затем бюджет был увеличен до 19 миллиардов евро, а запуск ИТЭР перенесен на 2019 год. Новое решение отодвигает запуск на 2025 год.

Для завершения работ совет запросил у международных партнеров (в частности, заинтересованные стороны из Китая, ЕС, Индии, Японии, России, Южной Кореи и США) дополнительное финансирование. Окончательный график плановых работ и бюджет проекта планируется утвердить на заседании совета в июне 2016 года.

ИТЭР — проект термоядерного реактора, позволяющий продемонстрировать и исследовать термоядерные технологии для их дальнейшего использования в мирных и коммерческих целях. Создатели проекта считают, что управляемый термоядерный синтез может стать энергией будущего и служить альтернативой современным газу, нефти и углю.

Строительство ИТЭР разворачивается на юге Франции, в 60 километрах от Марселя, в исследовательском центре Карадаш. Исследователи отмечают безопасность, экологичность и доступность технологии ИТЭР по сравнению с обычной энергетикой. По сложности проект сравним с Большим адронным коллайдером и дороже его в два раза; установка реактора включает в себя более десяти миллионов конструктивных элементов.

В основе работы реактора ИТЭР лежит термоядерная реакция слияния изотопов водорода дейтерия и трития с образованием гелия с энергией 3,5 мегаэлектронвольта и высокоэнергетического нейтрона (14,1 мегаэлектронвольта). Для этого дейтерий-тритиевая смесь должна быть нагрета до температуры более ста миллионов градусов Цельсия, что в пять раз превышает температуру Солнца.


http://lenta.ru/news/2015/11/20/iter/
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Термоядерная энергия - когда же?

Postby future-dreamer » December 11th, 2015, 10:06 am

Правила слияния Германия запустила мощнейший термоядерный реактор

http://lenta.ru/articles/2015/12/11/wendelstein7x/

Image

Image

Image

Image

Image

В Германии 10 декабря 2015 года успешно запущен термоядерный реактор Wendelstein 7-X, в котором удержание плазмы происходит по принципу стелларатора. На проект стоимостью более миллиарда евро немцы возлагают большие надежды. Как и физики, которые связывают будущее энергетики с управляемым термоядерным синтезом.

Рост населения Земли, исчерпание природных ресурсов и загрязнение окружающей среды — все это приводит к необходимости использовать альтернативные источники энергии. Управляемый термоядерный синтез в этом случае представляется «святым Граалем» энергетики, поскольку топливом для него является тяжелая вода, содержащая изотопы водорода дейтерий и тритий.

При использовании дейтерия, содержащегося в бутылке воды, выделится столько же энергии, сколько при сжигании бочки бензина: калорийность термоядерного топлива в миллион раз выше любого из современных неядерных источников энергии. При этом окружающей среде будет нанесен минимальные вред, а топливо для термоядерной электростанции доступно всем без исключения странам.

В термоядерных реакторах происходят реакции синтеза тяжелых элементов из легких (образования гелия в результате слияния дейтерия и трития), в отличие от обычных (ядерных) реакторов, где инициируются процессы распада тяжелых ядер на более легкие. Сегодня в мире существуют два перспективных проекта термоядерных реакторов: токамак (тороидальная камера с магнитными катушками) и стелларатор. В обеих установках плазма удерживается магнитным полем, но в токамаке она имеет форму тороидального шнура, по которому пропускается электрический ток, а в стеллараторе магнитное поле наводится внешними катушками. Последнее является главным отличием стелларатора от токамака и обуславливает сложную конфигурацию в нем магнитного поля.

В стеллараторе магнитные поверхности, удерживающие плазму в состоянии равновесия, создаются сложной системой внешних проводников на вакуумной камере (внутри которой и находится топливо), из-за чего конечная форма плазменного шнура так далека от идеальной тороидальной формы. Между тем в токамаке удержание плазмы происходит благодаря магнитному полю от вихревого электрического поля. Это означает, что токамак может работать (без вспомогательных устройств) исключительно в импульсном режиме, тогда как стелларатор способен в течение длительного времени работать в непрерывном (стационарном) режиме.

Конструкцию стелларатора впервые предложил в 1951 году американский физик Лайман Спитцер. Свое название реактор получил от английского stella — звезда, поскольку внутри реактора температура сравнима с достигаемыми внутри ядра Солнца. Первоначально стелларатор считался популярным кандидатом для термодерного реактора, однако впоследствии его потеснила концепция токамака, предложенная в 1951 (и рассекреченная в 1956 году) советскими физиками Андреем Сахаровым и Игорем Таммом.

Термоядерный реактор из СССР был проще и дешевле стелларатора. Во многом это связано с необходимостью высокоточных расчетов конфигурации магнитных полей для стелларатора, которые для Wendelstein 7-X были произведены на суперкомпьютере, а также ограниченностью материалов для строительства установки. Споры о том, что лучше — стелларатор или токамак, не утихают до сих пор, а выяснение того, кто в чем прав, обходится налогоплательщикам в сотни миллионов долларов.

В Германии введен в строй именно стелларатор. Установка Wendelstein 7-X находится в немецком Институте физики плазмы Общества имени Макса Планка в городе Грайфсвальд. Реактор состоит из 50 сверхпроводящих ниобий-титановых катушек около 3,5 метров в высоту и общим весом около 425 тонн, способных создавать магнитное поле индукцией три тесла, удерживающее плазму с температурой 60-130 миллионов градусов Цельсия (это в несколько раз выше, чем температура в центре солнечного ядра). Большой радиус плазмы равен 5,5 метра, малый радиус — 0,53 метра. Объем плазмы может достигать 30 кубических метров, а ее плотность — три на десять в двадцатой степени частиц на кубический метр. Вся конструкция окружена криостатом (прочной теплоизолирующей оболочкой) диаметром 16 метров.

Перечисленные параметры делают Wendelstein 7-X самым мощным стелларатором в мире. Его ближайший конкурент — LHD (Large Helical Device) — расположен в японском городе Токи. В России единственный действующий стелларатор «Л-2М» находится в Институте общей физики Российской академии наук, и из-за ограниченного финансирования продолжительное время не подвергается модернизации. Кроме перечисленных, стеллараторные возможности имеются и в других странах — в частности, в Австралии и на Украине.

Зеленый свет на возведение Wendelstein 7-X правительство Германии дало в 1993 году, в следующем году в Грайфсвальде был создан филиал Института физики плазмы, куда перешли работать 50 сотрудников головного учреждения из Гархинга. В настоящее время над Wendelstein 7-X работают более 400 человек. Возведение Wendelstein 7-X было тяжелым процессом.

Создание подобного рода установок — чрезвычайно трудная технологическая задача. Главная проблема, с которой столкнулись строители стелларатора, заключалась в нехватке сверхпроводящих магнитов, имеющих специальную геометрию и охлаждаемых гелием. К 2003 году в ходе промышленных испытаний была забракована и возвращена поставщикам примерно треть таких магнитов. В 2003-м и 2007 годах проект Wendelstein 7-X был на грани закрытия. За это время его стоимость увеличилась с первоначально запланированной в два раза — до 1,06 миллиарда евро. Проект Wendelstein 7-X к настоящему времени занял 1,1 миллиона человеко-часов.

В мае 2014 года Институт физики плазмы отчитался о завершении строительства стелларатора, после чего провел необходимые пусконаладочные работы и дождался согласия национального регулятора на запуск.


Свои эксперименты ученые планируют провести в три этапа. На первом этапе, начавшемся 10 декабря, физики будут проводить опыты с получением в реакторе гелиевой плазмы, которую нужно удерживать в равновесном состоянии 1-2 секунды. В ходе испытаний первой фазы ученые собираются проверить работу систем реактора и при возникновении неисправностей оперативно их устранять.

Выбор для начала запуска гелия обусловлен относительной легкостью (по сравнению с водородом) его перевода в состояние плазмы. На конец января 2016 года намечены испытания с водородной плазмой. После успешного завершения второй фазы экспериментов ученые надеются удерживать на Wendelstein 7-X водородную плазму в течение десяти секунд. Конечные цели проекта, которых физики хотят достигнуть на третьем этапе, — удержать плазму в реакторе до получаса и одновременно с этим добиться значения параметра β, равного 4-5. Это число определяет отношение давления плазмы к давлению удерживающего ее магнитного поля.

Одни из лучших результатов в этом направлении достигнуты на LHD, где (не одновременно) удалось добиться β = 4,5 со временем удержания плазмы около часа. Немецкий Wendelstein 7-X в настоящее время не является прямым конкурентом строящегося токамака ИТЭР (Международному экспериментальному термоядерному реактору). Во-первых, в немецком городе Гархинге уже есть свой токамак ASDEX (Axially Symmetric Divertor Experiment) того же Общества имени Макса Планка, который до запуска Wendelstein 7-X был крупнейшим термоядерным реактором в ФРГ (в этом же городе с 1988-го по 2002 годы действовал другой стелларатор — Wendelstein 7-AS). Физики, работающие на этом токамаке, как и их зарубежные коллеги, признают приоритет ИТЭР в экспериментах с управляемым термоядерным синтезом над национальной программой, так что использование ASDEX сводится лишь к отработке перспективных технологий.

Во-вторых, реактор Wendelstein 7-X, в отличие от ИТЭР, не спроектирован для выработки электрической энергии. Его задачи гораздо скромнее: показать принципиальную возможность этого. Частично это связано с исторической конкуренцией между токамаками и стеллараторами, в которых победу пока одерживают первые. Команда Wendelstein 7-X хочет продемонстрировать, что их реактор способен на непрерывную работу в течение получаса, и таким образом обозначить достоинства стелларатора перед токамаками.

Испытания, проведенные в первый день запуска стелларатора, признаны успешными. Физикам удалось при помощи микроволнового импульса мощностью 1,3 мегаватта нагреть один миллиграмм газообразного гелия до температуры в миллион градусов Цельсия и удержать полученную плазму в равновесии в течение 0,1 секунды. Ученые отследили характеристики магнитного поля полученной плазмы и запустили компьютерную систему контроля за магнитным полем. В их ближайшие задачи входит постепенное наращивание мощности излучения и повышение температуры плазмы.

В отличие от токамаков, стеллараторы являются «темными лошадками» — с ними проводилось меньше экспериментов, а полученные в последнее время результаты обнадеживают. В том случае, если установка Wendelstein 7-X оправдает возлагаемые на нее надежды, физики сделают выводы о возможности использования стеллараторов в качестве термоядерных электростанций будущего. В любом случае ясно одно: получение практически неисчерпаемого источника энергии требует не только взаимодействия международного сообщества ученых и государств мира и привлечения огромных финансовых средств, но и завидного терпения и уверенности в успешности проекта. Всего этого хочется пожелать немецким исследователям.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Термоядерная энергия - когда же?

Postby future-dreamer » February 5th, 2016, 8:14 pm

Германия запустила термоядерный реактор с водородной плазмой

http://lenta.ru/news/2016/02/03/maxplank/

Image

Image



Институт физики плазмы Общества имени Макса Планка в немецком городе Грайфсвальд 3 февраля запустил термоядерный реактор Wendelstein 7-X с водородной плазмой. Прямая трансляция мероприятия была организована на сервисе Livestream. Пуск состоялся в 17:25 мск. На мероприятии присутствовала канцлер Германии Ангела Меркель (являющаяся выпускницей физического факультета Лейпцигского университета).

При помощи микроволнового нагрева мощностью два мегаватта физики разогрели разреженное облако водорода до температуры в 80 миллионов градусов Цельсия и удерживали образовавшуюся плазму в равновесном состоянии в течение четверти секунды. Результаты опытов признаны успешными. С нынешней мощностью эксперименты продлятся до середины марта. К этому времени физики планируют добиться удержания плазмы в течение десяти секунд.

10 декабря 2015 года Wendelstein 7-X запускался с гелиевой плазмой, которую физики удерживали в равновесном состоянии 1-2 секунды. Конечные цели проекта Wendelstein 7-X — удержание плазмы в реакторе до получаса и получение значения параметра β, равного 4-5 (в процентах). Это число определяет отношение давления плазмы к давлению удерживающего ее магнитного поля. Управление Wendelstein 7-X проводится Институтом физики плазмы имени Макса Планка. Строительство установки началось в 2005 году и завершилось в 2014-м. Стоимость работ по возведению термоядерного реактора превышает миллиард евро.

На сегодняшний день в мире существуют два перспективных проекта термоядерных реакторов: токамак и стелларатор. В них плазма удерживается магнитным полем. В токамаке она имеет форму тороидального шнура, по которому пропускается электрический ток, а в стеллараторе магнитное поле наводится внешними катушками. В термоядерных реакторах происходят реакции синтеза (образования) тяжелых элементов из более легких (например, гелия из изотопов водорода дейтерия и трития), в отличие от обычных атомных реакторов, где проходят процессы распада тяжелых ядер на более легкие.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Термоядерная энергия - когда же?

Postby future-dreamer » February 5th, 2016, 8:16 pm

Китайские термоядерщики получили рекордную температуру

http://lenta.ru/news/2016/02/05/east/

Image

Image

Физики в Китае на термоядерном реакторе Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) получили рекордную для аналогичных установок температуру в 49,99 миллиона градусов по Цельсию. Об этом сообщает издание South China Morning Post.

Полученная водородная плазма в EAST в три раза горячее ядра Солнца, температура которого равна 15 миллионам градусов. Разогретое до рекордных для токамаков (тороидальная камера с магнитными катушками) вещество удалось удержать в равновесном состоянии в течение 102 секунд.

Китайские физики отмечают, что на реакторах в Европе и Японии физики получали такие же высокие температуры, но не решались их поддерживать дольше минуты из-за опасений расплавления установки.

Реактор EAST расположен в городе Хэфэй провинции Аньхой и находится в управлении Института физики плазмы Академии наук КНР. Установка является модифицированной версией реактора HT-7, построенного при сотрудничестве с СССР и Россией.

КНР принимает участие в международном проекте ИТЭР (Международный экспериментальный термоядерный реактор) и на EAST отрабатывает необходимые технологии. Китайская сторона высказывает сожаление по поводу замедления темпов строительства реактора ИТЭР.

На сегодняшний день в мире существуют два перспективных проекта термоядерных реакторов: токамак и стелларатор. В них плазма удерживается магнитным полем. В токамаке она имеет форму тороидального шнура, по которому пропускается электрический ток, а в стеллараторе магнитное поле наводится внешними катушками.

В термоядерных реакторах происходят реакции синтеза (образования) тяжелых элементов из более легких (например, гелия из изотопов водорода дейтерия и трития), в отличие от обычных атомных реакторов, где проходят процессы распада тяжелых ядер на более легкие.
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Термоядерная энергия - когда же?

Postby future-dreamer » December 6th, 2016, 10:52 am

Подтверждена эффективность крупнейшего термоядерного стелларатора

Image

Группа американских и немецких ученых провела исследование экспериментальной установки для исследования высокотемпературной плазмы Wendelstein 7-X (W7-X). В результате удалось обнаружить однородное магнитное поле, сообщает EurekAlert!.

Отмечается, что погрешность измерений составляет всего лишь один к ста тысячам, что является крайне высоким показателем. Подобные результаты могут стать ключевым шагом к осуществлению плана по использованию стеллаторов в качестве устройств для термоядерных реакторов.

На сегодняшний день в мире существуют два перспективных проекта термоядерных реакторов: токамак и стелларатор. В обеих установках плазма удерживается магнитным полем, но в токамаке она имеет форму тороидального шнура, по которому пропускается электрический ток, а в стеллараторе магнитное поле наводится внешними катушками.

В термоядерных реакторах происходят реакции синтеза (образования) тяжелых элементов из более легких (например, гелия из изотопов водорода дейтерия и трития), в отличие от обычных атомных реакторов, где проходят процессы распада тяжелых ядер на более легкие.

W7-X был успешно запущен в Германии 10 декабря 2015 года. Его управление проводится Институтом физики плазмы имени Макса Планка. Строительство установки началось в 2005 году и завершилось в 2014-м. Стоимость работ по возведению термоядерного реактора превышает миллиард евро.


https://lenta.ru/news/2016/12/06/wendelstein/
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия

Re: Термоядерная энергия - когда же?

Postby future-dreamer » December 16th, 2016, 2:52 pm

На корейском термоядерном реакторе установлен рекорд удержания плазмы

Image

На южнокорейском термоядерном реакторе KSTAR (Korean Superconducting Tokamak Advanced Research) достигнут мировой рекорд удержания плазмы. Об этом сообщает издание World Nuclear News.

Разогретую до 50 миллионов градусов Цельсия плазму удалось удержать в режиме H-моды в течение 70 секунд. Такое функционирование обеспечивает одновременное снижение тепловых потерь и рост температуры в центре плазмы.

«Это огромный шаг вперед для реализации термоядерного реактора», — отмечается в сообщении Национального института термоядерных исследований, в ведении которого находится KSTAR

Установка KSTAR работает по принципу токамака (тороидальная камера с магнитными катушками). Запуск реактора, расположенного в городе Тэджон в 160 километрах к югу от столицы страны Сеула, произошел в середине 2008 года.

Токамак предназначен для поддержания управляемой термоядерной реакции синтеза (образования) тяжелых элементов из более легких (например, гелия из изотопов водорода, дейтерия и трития). Внутри реактора плазма удерживается магнитным полем, имеющим форму тороидального шнура, по которому пропускается электрический ток

https://lenta.ru/news/2016/12/16/fusion/
Вперед, к звездам!
User avatar
future-dreamer
Lieutenant
Lieutenant
 
Posts: 326
Joined: September 29th, 2012, 6:05 pm
Location: Россия


Return to Будущее уже наступило!

Who is online

Users browsing this forum: No registered users and 1 guest

cron