Hogyan működik a tokamak?
Pontszám: 4,4/5 ( 41 szavazat )A tokamakban a mágneses mező tekercsei korlátozzák a plazmarészecskéket, hogy lehetővé tegyék a plazma számára a fúzióhoz szükséges feltételek elérését . ... Egy központi szolenoid (elektromos áramot hordozó mágnes) létrehoz egy második mágneses teret, amely a „poloidális” irányba, a tórusz körüli rövid út mentén irányul.
Hogyan termel áramot a tokamak?
A tokamak belsejében az atomok fúziója során keletkező energia hőként nyelődik el az edény falában . Csakúgy, mint a hagyományos erőművek, a fúziós erőművek ezt a hőt gőz, majd elektromos áram előállítására használják fel turbinák és generátorok segítségével.
Mit csinál egy tokamak?
A tokamak (/ˈtoʊkəmæk/; oroszul: токамáк) egy olyan eszköz, amely erős mágneses mezőt használ a plazma tórusz alakúvá tételére . A tokamak a szabályozott termonukleáris fúziós energia előállítására kifejlesztett számos mágneses elválasztó eszköz egyike.
Hogyan melegszik fel a tokamak?
A tokamakon belül a plazma szabályozására használt változó mágneses mezők fűtőhatást keltenek. A mágneses mezők indukció révén nagy intenzitású elektromos áramot hoznak létre, és ahogy ez az áram áthalad a plazmán, az elektronok és ionok feszültség alá kerülnek és ütköznek.
Mennyi energiát használ egy tokamak?
Összességében, amikor a JET működik, 700-800 MW elektromos energiát fogyaszt (ami az Egyesült Királyság teljes villamosenergia-felhasználásának 1-2%-a!). A jövőbeni reaktorok szupravezető mágnestekercseket fognak használni, amelyek sokkal hatékonyabbak, így nem számítanak rá ekkora teljesítményre – talán 200-300 MW elektromos teljesítményre.
Mi az a tokamak? És a gömb alakú tokamak más?
Meddig fog működni az ITER?
Az ITER működési szakasza várhatóan 20 évig fog tartani: először egy többéves, tiszta hidrogénben történő üzemelési időszakot terveznek, amely alatt a gép hozzáférhető marad javításra, és tesztelik a legígéretesebb fizikai rendszereket.
Mi lesz az ITER teljesítménye?
Az ITER-t úgy tervezték, hogy tízszeres energiamegtérülést (Q=10), vagy 500 MW fúziós energiát állítson elő 50 MW bemenő fűtési teljesítményből. Az ITER nem fogja fel az általa megtermelt energiát elektromosságként, hanem – mint a történelemben a nettó energianyereség előállítását célzó fúziós kísérletek első sorban – előkészíti az utat a gép számára, amely képes rá.
Milyen üzemanyagot használ a tokamak?
Az ITER Tokamak fúziós reakcióját a deutérium és a trícium, a hidrogén két izotópja hajtja majd meg. Az ITER lesz az első teljesen deutérium-trícium működésre tervezett fúziós gép.
Mi történik, ha a plazmát felmelegítik?
A plazma túlhevített anyag – olyan forró, hogy az elektronok elszakadnak az atomoktól , ionizált gázt képezve. ... Ahogy a folyadék felforr, és az energia hozzáadásával gázzá változik, a gáz melegítésekor plazma képződik – pozitív töltésű részecskék (ionok) és negatív töltésű részecskék (elektronok) levese.
A stellarator jobb, mint a tokamak?
1. Ez egyértelmű különbséget hoz a két rendszer között. Például a tokamakok tengelyszimmetrikusak, és minden ütközésmentes részecskét bezárhatnak, és viszonylag jó plazmazárással rendelkeznek. ... De a sztellarátorokban lévő részecske-pályák szűkebb köre az energetikai és termikus részecskék nagy neoklasszikus transzportjához vezethet.
Mit jelent angolul, hogy tokamak?
: szabályozott magfúzió előállítására szolgáló toroid szerkezet, amely magában foglalja a gáznemű plazma elektromos áram és mágneses tér segítségével történő lezárását és melegítését.
Működni fog az ITER?
A reaktor felépítése 10 évig tartott, és az ITER azt tervezte, hogy 2020-ban teszteli első plazmáját, és 2023-ra éri el a teljes fúziót, azonban az ütemterv szerint most 2025-ben tesztelik az első plazmát és 2035-ben a teljes fúziót.
Hogyan működik a sztellarátor?
A sztellarátor egy olyan gép, amely mágneses mezőket használ a plazma fánk, az úgynevezett tórusz formájába történő korlátozására . Ezek a mágneses mezők lehetővé teszik a tudósok számára, hogy szabályozzák a plazmarészecskéket, és megfelelő feltételeket teremtsenek a fúziós reakciókhoz.
Miért olyan nehéz a fúzió?
Elektronok nélkül az atomok pozitív töltéssel rendelkeznek és taszítják. Ez azt jelenti, hogy szupermagas atomenergiákkal kell rendelkeznie ahhoz, hogy ezeket a dolgokat magfúzióra hozzuk. A nagy energiájú részecskék jelentik a problémát. Ez az oka annak, hogy a fúzió nehéz, a hasadás pedig viszonylag egyszerű (de valójában nehéz).
Közel állunk a fúziós energiához?
Bár ez igaz lehetett a múltban, a modern kutatás 20 évvel közelebb vitt bennünket. 2019-ben brit kutatók azt tűzték ki célul, hogy a fúziót 2040-re valósággá tegyék, idén pedig azt mondják, hogy ez 2030-ra megtörténik. Bár a fúzió jelenleg nem biztos, sok tudós úgy gondolja, hogy megéri a befektetést.
Hogyan lehet a plazmát elektromos áram előállítására használni?
A vezető plazma (ionizált gáz) mágneses mezőn keresztül történő nagy sebességű áramlása feszültséget generál az elektródákon, amelyeket az ionizált gázáramban megfelelő helyre helyeznek, és így az elektromos energia közvetlenül a hőenergián keresztül keletkezik.
Használható fegyverként a plazma?
Szigorúan véve nem, mivel ma már nem léteznek plazmafegyverek . A legközelebbi dolog a plazmavágó. A plazma valamilyen (általában már gáz halmazállapotú) nyersanyag elpárologtatásával jön létre, amelynek tulajdonságai alkalmasak erre a felhasználásra.
Folyadékká alakulhat a plazma?
Ami a plazmából közvetlenül folyékony vagy szilárd állapotba kerülést illeti, ez egészen különleges körülmények között történhet meg . Amit megtehetsz, az az, hogy a plazmáról a gázra, ebből pedig a folyékonyra és szilárdra lépsz. Például a Nap és sok csillag, valamint a csillagközi közeg plazmák.
El lehet égetni a plazmát?
A tartós, folyamatban lévő fúziós reakciók , mint például a mi Napunkban, égő plazmákon alapulnak. A plazma, az anyag négy alapvető állapotának egyike, ionokból és szabad elektronokból álló gázból áll. Az égő plazma olyan plazma, amelyben a plazma melegítésének nagy része termikus plazmaionok részvételével zajló fúziós reakciókból származik.
Mi történik, ha egy fúziós reaktor meghibásodik?
Ha valamelyik rendszer meghibásodik (például a határoló toroidális mágneses tér), vagy ha véletlenül túl sok üzemanyag kerül a plazmába, a plazma természetesen megszűnik (amit "megszakításnak" nevezünk), ami nagyon gyorsan elveszíti energiáját és oltás, mielőtt bármilyen tartós kár keletkezik a szerkezetben.
Biztonságos a magfúzió?
Tekintettel arra, hogy a fúziós reakció pillanatokon belül leállhat, a folyamat természeténél fogva biztonságos . "A fúzió önkorlátozó folyamat: ha nem tudod irányítani a reakciót, a gép kikapcsol" - tette hozzá. Ezenkívül a fúzió nem termel erősen radioaktív, hosszú élettartamú nukleáris hulladékot.
Lehetséges fúziós reaktor?
Az ITER után demonstrációs fúziós erőműveket vagy DEMO-kat terveznek annak bemutatására, hogy az irányított magfúzió képes nettó elektromos energiát termelni. ... A jövőbeli fúziós reaktorok nem termelnek nagy aktivitású, hosszú élettartamú nukleáris hulladékot, és a fúziós reaktor olvadása gyakorlatilag lehetetlen .
Miért rossz a fúziós energia?
A magfúzió hátránya nyilvánvaló: borzasztóan nehéz megvalósítani . A maghasadásos erőművek az 1950-es évek óta működnek online, miközben a fúzió még mindig nagy léptékű megvalósításra vár. Valójában kereskedelmi felhasználása csaknem egy évszázaddal a piszkosabb, kockázatosabb megfelelője után következik be.
Biztonságos az ITER?
Az ITER-en és a tokamakokon végzett szimulációk és tanulmányok általában azt mutatják, hogy ez a technológia nem jelent komoly kockázatot a környezetre vagy az emberi egészségre . A fúziós fizika és technológia alapvető jellemzői lehetetlenné teszik a maghasadási típusú magolvadást.
Mi történik, ha az ITER sikeres?
Ha elkészül, az ITER elméletileg 10-szer annyi energiát fog termelni, mint amennyi a működéséhez szükséges . Ez „tömeges, biztonságos, tiszta és kiszámítható energiaforrás lesz több százezer éven át” – mondta Bigot. „Ha sikerrel járunk – és sikerülni fog – az áttörés ekkora lesz.”