211service.com
Kärnreaktorn syftar till självförsörjande fusion
Om några år kan en experimentell kärnfusionsreaktor nära Moskva vara den första som ger en självuppehållande fusionsreaktion. Om det italiensk-ryska projektet blir framgångsrikt skulle det vara en viktig milstolpe för fusionskraft.
Fusionskraft: Del av en plasmakammare från en tidigare prototyp av den planerade fusionsreaktorn.
Den föreslagna reaktorn är baserad på en design utvecklad av Bruno Coppi , professor i fysik vid MIT, och huvudutredare på reaktorprojektet med Italiens nationella byrå för ny teknik, energi och miljö. Tre liknande reaktorer baserade på samma design har redan byggts vid MIT. Italienska och ryska fysiker planerar att träffas den 24 maj för att kartlägga en kurs för den nya reaktorn, kallad Ignitor , i det första mötet sedan de två länderna kom överens om att gå samman i projektet i april.
Ignitor är en tokamak-reaktor, en munkformad enhet som använder kraftfulla magnetfält för att producera fusion genom att klämma över överhettad plasma av väteisotoper. När en elektrisk ström och högfrekventa radiovågor passerar genom plasmat och värmer upp det till extrema temperaturer, begränsar det omgivande elektromagnetiska fältet plasmat under högt tryck. Det kombinerade trycket och värmen gör att vätekärnorna smälter samman och bildar helium i en process som frigör enorma mängder värme. I en fullt fungerande fusionsreaktor skulle denna värme användas för att driva en elgenererande turbin.
En mycket större, mycket mer komplex tokamak-fusionsreaktor – den Internationell termonukleär experimentreaktor (ITER) – är planerad att byggas i Saint-Paul-lez-Durance, Frankrike. ITER, som kommer att färdigställas 2019 och redo för fullskalig testning 2026, kommer att vara närmare en fungerande fusionsgenerator men kommer inte att producera en självförsörjande fusionsreaktion. Ignitor kommer att vara en sjätte av storleken på ITER och kommer att testa de förhållanden som behövs för att producera en självuppehållande reaktion.
Ignitor kommer att ge oss en snabb titt på hur brinnande plasma beter sig, och det kan informera hur vi går vidare med ITER och andra reaktorer, säger Roscoe White , en framstående forskare vid Princeton Plasma Physics Laboratory.
Men Ignitor kommer bara att testa en nyckelaspekt av fusion. Den kommer att ge oss information som är viktig, men den ger oss inte all information vi behöver och ersätter definitivt inte ITER, Steven Cowley , chef för Culham Center for Fusion Energy i Oxfordshire, U.K. Det är en demonstration av att du kan skapa antändning, men det är inte riktigt en väg till en reaktor.
Till skillnad från ITER innehåller Ignitor inte många av de komponenter som en riktig reaktor skulle kräva. En avgörande saknad del är till exempel uppfödarfilten, som innehåller litium och sitter inuti reaktorns magnetspolar, vilket ger en kontinuerlig tillförsel av tritium - en av två isotoper som smälts samman i reaktionen. Ignitors design är så kompakt att det inte finns plats för en testfilt inuti spolarna.
En annan begränsning för Ignitor är det faktum att dess höga elektromagnetiska fält orsakar en betydande minskning av konduktiviteten hos de flesta supraledande material. För att komma runt detta förlitar sig Ignitor främst på konventionella kopparspolar för att skapa sitt magnetfält. Men dessa spolar kan bara fungera under korta skurar innan de överhettas. Som ett resultat kan Ignitor bara upprätthålla tändningen i skurar på fyra sekunder. ITER, som förlitar sig på supraledande spolar och även drar på sig en betydligt större volym plasma, är designad för att bibehålla sin toppeffekt i 400 sekunder.