ITER i ostalo vezano za termonuklearnu energiju
U mnogim mojim postovima pominjem termonuklearnu energiju pa je fer da i pomenem izvor odnosno ITER experiment u Francuskoj.
https://en.wikipedia.org/wiki/ITER
ITER je međunarodna kooperacija da se stvori prvi termonuklearni reaktor koji stvra više energije nego što se ulaže. U slučaju ITER experimenta za svakih 50 megavata energije reaktor bi trebao proizvoditi 500 megavata toplotne energije.
Za one koji ne znaju termonuklearna energija nije isto što i nuklearna energija. Termonuklearna energija nastaje fuziom nukleusa lakih atoma poput vodonika koji stvaraju teže poput helijuma i pri tome oslobađaju energiju za razliku od nuklearne energije koja nastaje raspadanjem teških nukleusa atoma poput Uranijuma.
Prednost termonuklearne energije nad nuklearnom je što:
1. Oslobađa više energije prilikom reakcije od nuklearne energije.
2. Gorivo i produkt reakcije nisu radioaktivni niti otrovni (deuterijum je gorivo (odnosno atom vodonika koji sadrži jedan neutron više u jezgri) i nije radioaktivan iako je opasan jer je zapaljiv poput normalnog vodonika). Produkt reakcije je Helium, inertni plin, neotrovan i sam po sebi vrijedna sirovina koja se koristi u mnogim tehnologijama.
3. Postoji limitirana opasnost od radiacije neutronima koji se stvaraju tokom same reakcije unutar reaktora i koji mogu stvoriti indukovanu radioaktivnost u zidovima reaktorske komore. Međutim ta radioaktivnost je kratkotrajna i limitirana.
4. ne postoji opasnost od explozije reaktora jer je sam reaktor u stvari komora koja sadrži plazmu pod veoma niskim pritiskom sa veoma malom stvarnom količinom goriva. U najgorem slučaju može doći do napuknuća komore i prodora zraka u nju kroz pukotinu što bi samo zaustavilo reakciju slično kao što voda prekida gorenje.
5. Dostupnost goriva je puno veća nego kod nuklearne energije, naime Deuterijum se nalazi u vodi i oceani predstavljaju ogroman rezervar tog goriva u vidu polu teške i teške vode.
(poluteška voda je oblik teške vode gdje je samo jedan atom vodika zamijenjen deuterijumom, normalna voda H2O, teška voda D2O i poluteška voda HDO, najveća rezerva teške vode i pri tome deuterijuma je upravo HDO http://en.wikipedia.org/wiki/Heavy_water)
Mana termonuklearne energije je ta što zahtijeva uvođenje velike početne količine energije da bi se započela reakcija i konstantno dovođenje energije da bi se reakcija održavala. Takođe reakcija se obavlja na izuzetno visokim temperaturama, reda desetine miliona stepeni tako da ne postoji materijal koji može sadržavati tako vrelu plazmu.
Ovom problemu se doskače tako što se plazma održava u magnetskom polju tako da ionizirani i pregrijani gas nikada ne dolazi u dodir sa zidovima reaktora. Ovo dodatno dodaje na energetski budžet reaktora.
Zbog toga u prošlosti iako je bilo moguće pokrenuti termonuklearnu reakciju, uvijek je ispadalo da se mora više energije uložiti nego što se dobivalo reakcilom tako da nije bilo ekonomske isplativosti i osim naučnog interesa nije bilo i ekonomskog.
Međutim ITER bi trebao promijeniti taj trend, upotrebom novih razvijenih tehnologija, a baziran na ruskom konceptu Tokamak reaktora.
http://en.wikipedia.org/wiki/Tokamak
Projekat je internacionala, obuhvata US, zemlje EU, Kinu, Japan, Koreju, Indiju i Rusiju, a gradi se u Francuskoj.
projekat bi išao u nekoliko faza a svaka bi trebala trajati oko 10ak godina.
Proces izgradnje i aktivacije:
Quote:
| Date |
Event |
|---|
| 2006-11-21 |
Seven participants formally agreed to fund the creation of a nuclear fusion reactor.[9] |
| 2008 |
Site preparation start, ITER itinerary start.[20] |
| 2009 |
Site preparation completion.[20] |
| 2010 |
Tokamak complex excavation start.[19] |
| 2013 |
Predicted: Tokamak complex construction start.[20] |
| 2015 |
Predicted: Tokamak assembly start.[20] |
| 2019 |
Predicted: Tokamak assembly completion, start torus pumpdown.[20] |
| 2020 |
Predicted: Achievement of first plasma.[20] |
| 2027 |
Predicted: Start of deuterium-tritium operation.[20] |
| 2038 |
Predicted: End of project. |
Treba naglasiti da je ITER experimentalno postrojenje i da služi kao potvrda koncepta. Prvo bi se izradio reaktor sa stabilnom i proizvodnom plazmom (odnosno plazmom koja daje višak energije, suprotno dosadašnjim pokušajima). Zatim bi se prišlo riješavanju problema transfera energije iz reaktora u upotrebni oblik, vijerovatno preko neke vrste turbinskog postrojenja iako ne mora biti tako, ovo će se riješavati tokom samog projekta kako bude napredovao.
Vijerovatno će se na kraju projekta samo postrojenje experimentalno uključiti u mrežu takođe kao dio experimenta.
Na kraju kada se koncept radno potvrdi pristupiti će se izgradnji industrijskih postrojenja, vijerovatno širom svijeta.
Termonuklearna energija pri konverziji 1/10 predstavlja najeftiniji oblik proizvodnje energije prema količini utrošenog materijala i količini oslobođene energije. Svega nekoliko reaktora bi zadovoljili potrebe čitave Evrope a rezerve Deuterijuma u oceanima se procijenjuju na 23.3 x 1012 te da mogu trajati prema današnjim potrebama za energijom oko 66 milijardi godina.
http://www.generalfusion.com/sustainability.html
Važno je napomenuti da ITER će za reakciju upotrebljavati i radioaktivni tricijum (vodonik koji sadrži 2 neutrona u jezgri) jer lakše postiže termonuklearnu reakciju ali se smatra da će se rafinacijom procesa uspijeti stvoriti reakcija čistog deuterijuma. Ovo zbog toga jer je deuterijum jeftiniji i nije radioaktivan. Tricijum je rijedak, radioaktivan, ima kratak poluživot i skup.
Termonuklearna energija je trenutno jedina raspoloživa energija koja može zadovoljiti sve potrebe, čak ni nuklearna energija ne dolazi ni blizu izdašnosti termonuklearne reakcije, a rezerve aktivnog urana 235 su jedva dostatne za 50 godina proizvodnje.
http://www.youtube.com/watch?v=wIUFFIOiE3E
http://www.youtube.com/watch?v=3PFCiI3grLQ
Usput da pomenem termonuklearna energija je i energija koja pokreće zvijezde, između ostalog i naše Sunce. U principu mi na Zemlji već funkcionišemo uz pomoć termonuklearne energije jer zračenje sa Sunca je upravo to. Do duše proces kojim se termonuklearna energija stvara na Suncu je nešto drugačiji od planiranog sistema u ITER-u i ovisi o gravitaciji gdje sama masa Sunca stvara dovoljan pritisak i temperaturu u njegovom centru da termonuklearna reakcija započne sama od sebe sagorijevajući vodonik u helijum.
https://en.wikipedia.org/wiki/Star
ITER u suštini koristi snažne lasere* snažno magnetsko polje da postignu sličan efekat kao u centru zvijezda esencijalno stvarajući viještačko Sunce na Zemlji.
* Ovo je greška. U tokamak reaktorima se ne koriste laseri za pokretanje termonuklearne reakcije već samo magnetsko polje. Do duše laseri se koriste za istu svrhu u nekom drugim vrstama reaktora poput ICF reaktora (Inertial confinement fusion reactor) http://en.wikipedia.org/wiki/Inertia...inement_fusion
https://upload.wikimedia.org/wikiped...Yellow.svg.png
http://www.iter.org/
https://www.nfri.re.kr/english/images/fusion/iter2.jpg http://savingjapan.files.wordpress.c...plasma_med.jpg
