P atveria kelią susijungimo gamyklai

„Asdex Upgrade“ plazminis indas. Žemiau galite pamatyti deflektoriaus nukreipimo plokšteles. Paskola: © Volker Rohde

1991 m. Kovo 21 d. Maxo Plancko plazmos fizikos instituto „Asdex Upgrade“ eksperimentinė įstaiga įsteigė pirmąjį plazma,

Per 30 metų „Asdex Upgrade“ atvėrė kelią elektrinei, gaminančiai neutralią klimatą. „Tokamak“ susijungimo stotis per šį laikotarpį buvo daug kartų išplėsta ir patobulinta. Ne tik dėl šios priežasties, tai suteikia daug įžvalgų apie kitų sintezės stočių dizainą ir veikimą. Pavyzdžiui, „Asdex Upgrade“ komanda sukūrė „Jet“ bandymų gamyklos JK ir Prancūzijoje „Iter“ bandomosios jėgainės veikimo scenarijus bei planuojamos parodomosios gamyklos prognozes. 2022 m. Vidurio pakeitimu siekiama paruošti gamyklą ateičiai.

Susijungimų tyrimo tikslas – sukurti klimatui draugišką jėgainę. Kaip ir saulė, jos tikslas yra gauti energijos susiliejus atominiams branduoliams. Jo kuras yra ypač plonos, jonizuotos vandenilio dujos – plazma. Norint uždegti sintezės liepsną, plazma turi būti uždaryta magnetiniuose laukuose beveik be kontakto, kaitinama iki 100 milijonų laipsnių.

Norėdami reguliuoti karštų degalų և gretimų sienų sąveiką, Maksso Plancko plazmos fizikos instituto mokslininkai pastatė „Asdex Upgrade“, kuris davė augalui pavadinimą Ašinio simetriško nukreipimo eksperimentas. Papildomo magnetinio lauko pagalba nukreipimo laukas pašalina nešvarumus iš plazmos ir pagerina jos šilumos izoliaciją.

„Asdex“ plazmos atnaujinimas:

Žiūrėkite „Asdex“ atnaujinimo plazmą. Plazmos kraštas nukreiptas į kietas nukreipimo plokšteles indo viduje. Kreditas; © plazmos fizikos MPI

Tačiau, skirtingai nuo pirmtako, „Asdex Upgrade“, jo plazmos deformacijos ir stiprumo charakteristikos, ypač tankio և sienos apkrova, yra labiau pritaikytos būsimoms elektrinės sąlygoms. Įrengtas galingas plazminis šildytuvas բարդ Su modernia plazmos žiūrėjimo įranga „Asdex Upgrade“ galima panaudoti kuriant galimus elektrinės darbo režimus. Iki šiol gamykla atsakė į 38 700 plazmos emisijų klausimus, susijusius su „Jet European և International Test Reactor Iter“, taip pat suplanuota parodomoji elektrinė.

Volframo sienelė plazminiam indui

Atnaujinę „Asdex“ tyrėjai žengė reikšmingą žingsnį būsimos sintezės gamyklos link, kai plazmos indo sienelę padengė volframu, o ne anglimi. Anglis turi didelę naudą eksperimentinėms gamykloms. Tačiau jis netinkamas elektrinės darbui, nes jį labai suardo plazma ir suriša per daug kuro. Dėl aukštos lydymosi temperatūros volframas bent jau iš principo tinka kaip sienų medžiaga. Tačiau plazma greitai atvėsta dėl net menkiausio volframo atomų mišinio, kuris ne kartą išsiskiria iš sienos. Po daugelio bandymų „Asdex“ atnaujinimo komanda sugebėjo įveikti šią problemą.

Tiesioginės šios sėkmės pasekmės. Atlikus kapitalinį remontą 2011 m., „Jet“ bendroji Europos įmonė gavo volframo deflektorių. Tarptautinio bandymo reaktoriaus „Iter“ komanda nusprendė atsisakyti iš anksto suplanuotų eksperimentų su anglies keitikliu ir pereiti tiesiai prie volframo. Volframas taip pat yra parodomoji augalų medžiaga.

Vandenilio įpurškimas apsaugo nuo nestabilumo

Įkrautų plazmos dalelių ir riboto magnetinio lauko sąveika gali sukelti įvairius plazmos izoliacijos sutrikimus. Tai apima nestabilumą plazmos krašte arba ELM (lokalizuoto krašto režimai). Proceso metu krašto plazma trumpam praranda uždarymą և periodiškai išleidžia plazmos daleles ir energiją ant indo sienelių. Nors vidutinio dydžio augalai, tokie kaip „Asdex Upgrade“, gali tai išspręsti, didelėse stotyse, tokiose kaip „Iter“, deflektorius gali būti perkrautas. Norėdami išspręsti šią problemą, „Asdex Upgrade“ buvo sukurtos nestabilumo prevencijos procedūros. Šešiolika mažų magnetinių spiralių plazmos inde visiškai slopina nestabilumą savo laukais. Antrasis metodas pradedamas nuo tolimiausio plazmos krašto. Jei naudojant magnetinį lauką galima įdėti teisingą plazmos kiaušinį, kad vandenilio įpurškimo metu būtų užtikrintas pakankamai didelis dalelių tankis, ELM negalima sukurti.

Nepertraukiamo veikimo užtikrinimas

Nepertraukiamą veikimą garantuoja tokaminio tipo sintezės įrenginiai, tokie kaip „Asdex Upgrade“, „Jet“ ar „Iter“, kurie stato magnetinę dėžę su dviem uždedamais magnetiniais laukais. srautas plazmoje. Sujungus magnetinius laukus, lauko linijos yra susuktos taip, kad padengtų plazmą. Plazmos srautą paprastai sukelia transformatoriaus ritė plazmoje. Skirtingai nuo sudėtingesnių greitintuvų, visa sistema veikia pulsu, o tai yra sukimo momentų trūkumas.

Maksso Plancko plazmos fizikos instituto mokslininkai tiria skirtingus nuolatinio srovės atsiradimo plazmoje metodus. Pavyzdžiui, įpurškiant aukšto dažnio bangas ar spindulių daleles, kurios į plazmą siunčia papildomą srovę. Taigi jiems pavyko paleisti sistemą beveik be transformatoriaus, pirmą kartą praktikoje automobilyje su atitinkama metaline vidine sienele. Jei „Asdex Upgrade“ buvo įrengta ne įprasta siųstuvo varinė baterija, o superlaidžios magnetinės ritės (kaip buvo „Iter“ atveju), šią fazę būtų galima pratęsti kur kas ilgiau, galbūt iki nepertraukiamo veikimo.

Kas bus toliau?

Per 30 „Asdex Upgrade“ veiklos metų deflektorius buvo kelis kartus modifikuotas ir optimizuotas. Tyrėjai dabar nori žengti dar vieną žingsnį ir išbandyti naują deviantinę idėją. Dvi papildomos magnetinės ritės ant plazmos indo stogo yra skirtos nukreipimo laukui pašalinti, kad galia iš plazmos pasiskirstytų didesniame plote. Planuojama, kad varžtų surinkimas prasidės 2022 m. Viduryje. Tokie pratęsimai taip pat leis atlikti tolesnius tyrimus Garčingo aikštelėje, siekiant išspręsti būsimos parodomosios gamyklos problemas. „Daugeliu atžvilgių„ Asdex “atnaujinimas gali būti vertinamas kaip lydyklos jėgainės projektas“, – sakė „Leader“ projekto vadovas Arne Cullenbachas. “Kartu su naujai sukurtais kompiuteriniais kodais per 30 metų sukurtas išmetamųjų teršalų pavyzdys suteikia patikimą informaciją elektrinei.”

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Pasiutligė neužkrėstų smegenų, tačiau vis tiek kenčia nuo stiprių nervų pažeidimų.

Koronavirusas II su sunkiais kvėpavimo takų simptomais, Virusas, sukeliantis COVID 19Vargu ar jis bus tiesiogiai perduodamas į smegenis, tačiau vis tiek gali sukelti sisteminę...

Mokslas yra paprastas. Kas yra kvantinis skaičiavimas?

Nuo JAV energetikos departamentas 2021 m. Balandžio 21 d Lawrence'o Berkeley nacionalinė laboratorija DOE naudoja pažangią aušinimo sistemą - uolekčių, kad kvantinių kompiuterių širdis būtų pakankamai...

Kaip paukštis kvėpuoja geriau? Tyrėjų išvados

Apytikslis „apvalios viščiuko“ su paukščio plaučiais skaičius parodė, kad įkvėpus oro judėjimas pirmyn ir atgal. Kaip iškvėpimai (mėlynos rodyklės) ir iškvėpimai (raudoni) sukelia...

Kalnų gorilos gali naudoti krūtinę, kad perduotų informaciją apie save

Vyriškos gorilos krūtis muša. Autoriai: Jordi Galbany / Diano Fossey Gorilla fondas Skrynios, nukentėjusios nuo kalnų gorilų, kurios greitai muša krūtinę rankomis, kad skambėtų...

Paprastas mokslas: kas yra biokuras?

Parengta JAV energetikos departamentas 2021 m. Balandžio 20 d Mokslininkai fermentavo mieles, kad iš augalų cukrus virstų biodyzelinu. Kreditas: Nuotrauka mandagumo Stephanopoulos Lab Saulės, vėjo ir...

Newsletter

Subscribe to stay updated.