Највећи фузиони реактор на свету нуди наду у чисту енергију

Највећи светски фузиони реактор пружа наду за чисту енергију

Снажни нови токамак реактор направљен од челика има за циљ да коначно постигне свети грал производње електричне енергије на бази фузије.

Дубоко у француском региону Провансе, изабраном због повољних геолошких, хидролошких и сеизмичких услова, као и приступа води и струји, налази се објекат од 180- хектара у коме се налази Међународни термонуклеарни експериментални реактор (ИТЕР).

Традиционалне електране претварају топлоту из сагоревања фосилних горива или нуклеарне фисије у пару која се затим користи за ротацију турбина које претварају механичку енергију у електричну. Обе ове методе, иако су поуздани извори енергије, имају утицај на животну средину кроз емисије или радиоактивни отпад.

Али шта ако постоји начин да се ова топлота произведе без штетних нуспроизвода? Ово је сан о снази фузије, текући експеримент за производњу огромних количина енергије кроз атомску фузију.

Идентично процесима који покрећу наше сунце, фузија се дешава када се два атома водоника разбију и споје у један атом хелијума. Ово генерише огромне количине енергије без производње радиоактивних производа фисије.

Стварање овог процеса представља озбиљан инжењерски изазов, јер се реакције морају прецизно контролисати у простору где се стварају огромне количине енергије.

Моћ звезде у челичном кавезу

У постројењу ИТЕР у току је изградња највећег реактора токамак на свету. У срцу ове експерименталне машине, која је заснована на совјетском моделу развијеном 60-их година, налази се вакуумска комора у облику торуса.

Тешка 5.200 тона и запремина од 1.400 м³, вакуумска комора је далеко највећа те врсте, што олакшава физичарима који њоме управљају да контролишу реакције потребне за генерисање одрживе фузијске снаге.

ИТЕР-ови експерименти ће се одвијати унутар ове челичне вакуумске посуде, која садржи реакције фузије и која је херметички затворена, делујући као примарна безбедносна баријера за задржавање. Овде је водонично гориво подвргнуто огромној топлоти и притиску, претварајући га у врући, електрично наелектрисани гас познат као плазма.

Ово вакуумско окружење обезбеђује заштиту од зрачења и подржава стабилност плазме, док системи воде за хлађење који циркулишу између његових двоструких челичних зидова безбедно уклањају топлоту створену док је реактор активан. Ово је од виталног значаја јер су за фузију потребне температуре између 150 и 300 милиона степени.

Снага магнетних поља

Унутрашњи облик крофне омогућава честицама плазме унутра да круже непрекидно без додиривања зидова. Ова суперврућа плазма је садржана и контролисана у токамак реактору помоћу магнетних поља произведених од 10,000 тона суперпроводних магнета.

У стању да произведе јача поља од конвенционалних магнета када се држи на температурама од -269 степени, ИТЕР користи „суперпроводнике високих перформанси, интерно хлађене“ у којима су суперпроводне нити повезане заједно и садржане у челичном омотачу.

Ово средство за генерисање магнетних поља је такође јефтиније и троши мање енергије од алтернатива, што га чини једином одрживом опцијом за масивне магнетне системе потребне за подршку фузионој снази.

Вакумска посуда и њен суправодљиви магнетни систем се налазе у ИТЕР криостату, који обезбеђује вакуумски простор на ултра ниским температурама. Са 16,000 м³, то је највећа комора под високим вакуумом од нерђајућег челика икада направљена.

Екстремне температурне разлике садржане у реактору чине нерђајући челик идеалним избором. У стању да одржи перформансе на високим и ниским температурама, висока дуктилност и жилавост челика чине га незаменљивим делом ИТЕР-а.

С обзиром да се очекује да ће токамак почети са радом до 2025. године, физичари фузије се надају да ће ово променити игру за производњу енергије. Док изгледи за скоро неограничену чисту енергију остају изван хоризонта, јасно је да ће нам, ако желимо да постигнемо комерцијалну фузију, бити трајна снага челика која ће нам омогућити да је искористимо.