DEMO

DEMO er en foreslået nuklear fusion kraftværk, der har til formål at bygge videre på den forventede succes for ITER eksperimentelle kernefusion reaktor. Målene for DEMO er normalt forstået at ligge et sted mellem dem af ITER og en "første af en slags" kommerciel station. Mens der ikke er nogen klar international konsensus om præcise parametre eller rækkevidde, er følgende parametre ofte brugt som et grundlag for design undersøgelser: betragtninger ITER mål er at producere 500 megawatt fusionsenergi i mindst 500 sekunder, vil målet for DEMO være at producere mindst fire gange så meget fusionskraft på en løbende basis. Desuden mens ITER mål er at producere 10 gange så meget strøm som er nødvendig for breakeven, DEMO mål er at producere 25 gange så meget strøm. DEMO s 2 til 4 gigawatt termisk output vil være på omfanget af en moderne elektrisk kraftværk. Desuden er DEMO navnlig bestemt til at være den første fusionsreaktor at generere elektrisk strøm. Tidligere eksperimenter, såsom ITER, blot fjerne den termiske strøm, de producerer i atmosfæren som damp.

For at nå sine mål, skal DEMO have lineære dimensioner omkring 15% større end ITER og et plasma tæthed omkring 30% større end ITER. Som en prototype kommerciel fusionsreaktor, kunne DEMO gøre fusionsenergi til rådighed i 2033. Efterfølgende kommercielle fusionsreaktorer kunne bygges for næsten en fjerdedel af udgifterne til DEMO hvis tingene går efter planen.

Mens fusionsreaktorer som ITER og DEMO vil producere hverken transuranic eller fission produkt affald, som tilsammen udgør hovedparten af ​​de nukleare affald produceret af fissionsreaktorer, vil nogle af komponenterne i reaktorer ITER og DEMO blive radioaktive grundet neutroner rammer dem . Det er håbet, at plasma står materialer vil blive udviklet således, at affald, der produceres på denne måde, vil have meget kortere halveringstider end affaldet fra fissionsreaktorer, med affald resterende skadeligt for mindre end et århundrede. Udvikling af disse materialer er det primære formål med det internationale fusionsmaterialebestrålingsanlæg. Fremstillingsprocessen tritium producerer i øjeblikket langlivet affald, men begge ITER og DEMO vil producere deres egen tritium, dispensering med fission reaktor i øjeblikket anvendes til dette formål.

PROTO er en ud DEMO eksperiment, en del af Europa-Kommissionens langsigtede strategi for forskning i fusionsenergi. PROTO ville fungere som en prototype kraftværk, idet der i de resterende teknologiske forbedringer, og demonstrere elproduktion på et kommercielt grundlag. Det forventes kun efter DEMO, hvilket betyder en post-2050 tidslinje, og kan eller kan ikke være en anden del af DEMO / PROTO eksperiment. Dette kan eventuelt gøre PROTO den første kommercielle kernefusion kraftværk i verden.

Tidslinje

Følgende tidsplan blev præsenteret på IAEA Fusion Energy Conference i 2004 af professor Sir Chris Llewellyn Smith. Disse datoer er konceptuelle og som sådan kan ændres.

  • Konceptuelle design er at være komplet i 2017
  • Engineering design er at være komplet med 2024
  • Den første anlægsfase skal vare 2024-2033
  • Den første fase af operationen er at vare 2033-2038
  • Anlægget er derefter udvides / opdateret
  • Anden fase af operationen er at vare fra 2040 og fremefter

Hvordan reaktoren vil arbejde

Når deuterium og tritium sikringen, de to kerner kommer sammen for at danne en helium kerne og et højenergi-neutron.

DEMO vil blive bygget, når design, der løser de mange problemer med de nuværende fusionsreaktorer er konstrueret. Disse problemer omfatter: indeholdende plasmabrændslet ved høje temperaturer, at opretholde en tilstrækkelig stor tæthed af reagerende ioner, og opfange højenergineutroner fra reaktion uden smeltning af reaktoren.

  • Aktiveringsenergien til fusion er meget stort, fordi protonerne i hvert kerne kraftigt frastøder hinanden; de begge er positivt ladet. For at fusionere, skal kernerne være inden for 1 femtometre af hinanden, hvilket er opnåeligt ved hjælp af meget høje temperaturer.
  • DEMO, en tokamak reaktor, kræver både tætte plasma og høje temperaturer for fusion reaktion skal opretholdes.
  • Høje temperaturer giver kernerne nok energi til at overvinde deres elektrostatiske frastødning. Det kræver temperaturer i området omkring 100.000.000 ° C, og der opnås ved hjælp af energi fra forskellige kilder, til også at omfatte ohmsk opvarmning, mikrobølgeovn, ionstråler eller neutral stråle injektion.
  • Indeslutningsbeholdere smelter ved disse temperaturer, så plasmaet skal holdes væk fra væggene ved hjælp af magnetisk indeslutning.

Når fusion er begyndt, vil højenergi-neutroner ved omkring 160 millioner ° C oversvømme ud af plasmaet sammen med x-stråler, hverken blive påvirket af de stærke magnetfelter. Da neutroner modtager hovedparten af ​​energien fra fusionen, vil de være reaktorens vigtigste kilde til termisk energi output. Den ultra-hot helium produkt på nogenlunde 40.000.000 ° C vil forblive bag at opvarme plasmaet, og skal gøre op for alle de tab mekanismer, der har tendens til at køle plasma ret hurtigt.

  • Den tokamak indeslutningsbeholder vil have en foring består af keramiske eller sammensatte fliser med rør, hvor varm flydende lithium metal vil flyde, køling foring.
  • Lithium let absorberer højhastighedstog neutroner til dannelse af helium og tritium, bliver varme i processen.
  • Denne temperaturstigning er videregivet til en anden kølemiddel, eventuelt flydende vand i en forseglet, rør under tryk.
  • Varme fra den mellemliggende kølemiddel vil blive brugt til at koge vand i en varmeveksler.
  • Damp fra varmeveksleren vil blive brugt til at drive turbiner og generatorer, for at skabe elektrisk strøm.
  • Affald varmeenergi, der overstiger den genererede elektriske energi dumpes i miljøet.
  • Helium biprodukt er "aske" af denne fusion, og vil ikke få lov til at samle sig i plasmaet.
  • Tilsættes nøje afmålt mængder deuterium og tritium tilbage i plasmaet og opvarmet.
  • Lithium behandles for at fjerne helium og tritium, mens resten recirkuleres til indsamle mere varme og neutroner.

Planlægges DEMO-projektet at bygge videre på og forbedre begreberne ITER. Da det kun foreslås på denne tid, mange af de detaljer, herunder opvarmningsmetoder og metoden for fangst af højenergi-neutroner, er stadig ikke fastsat.

  0   0
Forrige artikel Beth Maitland
Næste artikel Colleen Beaumier

Relaterede Artikler

Kommentarer - 0

Ingen kommentar

Tilføj en kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Tegn tilbage: 3000
captcha