Innowacyjny system odprowadzania spalin. Coraz bliżej fuzji jądrowej
Stworzono pierwszy na świecie system odprowadzania spalin z tokamaka. Testy wykazały, że rozwiązanie to znacznie zmniejsza ciepło wewnątrz tego typu urządzęń, co jest kluczową kwestią w kierunku materializacji fuzji jądrowej.
Tokamak to urządzenie do przeprowadzania kontrolowanej reakcji termojądrowej.
Pierwsze na świecie testy przeprowadzono w MAST (Mega Amp Spherical Tokamak), eksperymentalnym tokamaku w Culham w Oxfordshire. Opracowane rozwiązanie może usunąć jedną z największych przeszkód na drodze do komercjalizacji energii termojądrowej.
MAST o wartości ok. 55 mln funtów rozpoczął pracę w październiku 2020 r., po siedmioletnim procesie budowy. Teraz naukowcy z Culham ujawnili, że z powodzeniem przetestowali innowacyjny, pierwszy na świecie system odprowadzania ciepła, który ma utorować drogę dla kompaktowych komercyjnych elektrowni termojądrowych.
W oparciu o ten sam proces, w którym gwiazdy wytwarzają ciepło i światło, reaktory termojądrowe mogą potencjalnie zapewnić niemal nieograniczoną ilość energii w zrównoważony sposób. Dlatego właśnie kraje, takie jak Francja, Wielka Brytania i USA zaplanowały budowę prototypowych tokamaków w nadchodzących dekadach.
Tokamak podgrzewa plazmę, aby umożliwić połączenie się atomów wodoru w celu uwolnienia energii, która jest przetwarzana na elektryczność.
Jedną z największych przeszkód w rozwoju komercyjnie opłacalnych tokamaków jest usuwanie nadmiaru ciepła wytwarzanego w procesie reakcji fuzji jądrowej. Intensywne ciepło, jeśli nie jest skutecznie usuwane, może uszkodzić materiały w reaktorach, znacznie skracając żywotność elektrowni.
Rozwiązanie testowane w eksperymencie MAST to system wydechowy, znany jako "Super-X divertor", który pozwoliłby przyszłym komercyjnym tokamakom działać znacznie dłużej, zwiększając komercyjną opłacalność fuzji jądrowej.
- Zbudowaliśmy MAST Upgrade, aby rozwiązać problem spalin dla kompaktowych elektrowni termojądrowych i wszystko wskazuje na to, że nam się to udało. Super-X redukuje ciepło układu wydechowego do poziomu zbliżonego do tego, jaki występuje w silniku samochodowym. Może to oznaczać, że system będzie musiał być wymieniony tylko raz w ciągu całego okresu eksploatacji elektrowni - powiedział dr Andrew Kirk, główny naukowiec MAST Upgrade.
Najnowsze testy wykazały, że system Super-X umożliwia co najmniej 10-krotne zmniejszenie narażenia materiałów na działanie ciepła. Nowy wynalazek jest ważnym krokiem w planach United Kingdom Atomic Energy Authority (UKAEA), które zakładają budowę prototypowej elektrowni termojądrowej o nazwie STEP do 2040 roku.
