Inertial fusion power plant - Inertial fusion power plant

Se også: Laser Inertial Fusion Energy

Et treghetsfusjonskraftverk er ment å produsere elektrisk kraft ved bruk av fusjonsteknikker for treghetsinneslutning i industriell skala. Denne typen kraftverk er fremdeles i en forskningsfase.

To etablerte alternativer for mulig mellomlang sikt implementering av fusjonsenergiproduksjon er magnetisk inneslutning , som brukes i det internasjonale ITER- prosjektet, og laserbasert treghetsinneslutning, som brukt i den franske Laser Mégajoule og i den amerikanske NIF . Inertial confinement fusion ( ICF ), inkludert heavy ion fusion ( HIF ), er blitt foreslått som et mulig tilleggsmiddel for å implementere et fusjonskraftverk.

Overordnede prinsipper for en Inertial Fusion Energy (IFE) reaktor

Driften av en IFE-reaktor er på noen måter analog med driften av firetaktssyklusen til en bensinmotor :

  • inntak av fusjonsbrensel (mikrokapsel) i reaktorkammeret;
  • kompresjon av mikrokapslen for å sette i gang fusjonsreaksjonene;
  • eksplosjon av plasmaet som oppstår under kompresjonsslaget, noe som fører til frigjøring av fusjonsenergi;
  • eksos av reaksjonsresten, som vil bli behandlet etterpå for å trekke ut alle gjenbrukbare elementene, hovedsakelig tritium.

For å tillate en slik operasjon, er en treghetsfusjonsreaktor laget av flere undergrupper:

Mockup av en gylden hohlraum brukt i laser inertial inneslutning.
  • injeksjonssystemet, som leverer fusjonens drivstoffkapsler til reaksjonskammeret, og samtidig de mulige innretningene som er nødvendige for å starte fusjon:
    • beholderen ( hohlraum ), beregnet på å ta den brennstoffet kapselen til en ensartet meget høy temperatur, hovedsakelig for laser og ionestråle- inneslutningsteknikker;
    • "wires array" og dens kraftoverføringsledning for z-pinch- inneslutningsteknikk;
  • "driveren" som brukes til å komprimere fusjonens drivstoffkapsler, som avhengig av teknikken kan være lasere , en ionestråleakselerator eller en z-pinch-enhet;
  • reaksjonskammeret, bygget på en ytre vegg laget av metall, eller et indre teppe som er ment for å beskytte den ytre veggen mot fusjonssjokkbølgen og stråling, for å få utstrålt energi og for å produsere tritiumbrensel;
  • systemet ment å behandle reaksjonsprodukter og rusk.
Mer informasjon: Et eksempel på et planlagt IFE-anlegg kan sees i Z Pulsed Power Facility- artikkelen

IFE-prosjekter

Flere prosjekter med treghetsfusjonskraftverk er blitt foreslått, inkludert kraftproduksjonsplaner basert på følgende eksperimentelle enheter, enten i drift eller under konstruksjon:

Bare de amerikanske og franske prosjektene er basert på z-pinch-inneslutning; andre er basert på laserinneslutningsteknikker.

Livermores IFE (LIFE) -prosjekt ble kansellert i januar 2014.

Per juni 2006 var Megajoule og NIF-lasere ennå ikke i full tjeneste. Inertial inneslutning og laser inneslutning fusjonseksperimenter hadde ikke gått utover den første fasen. Rundt 2010 var NIF og Megajoule planlagt ferdigstilt.

Prosjektfaser sammenlignet med magnetisk inneslutning

I det magnetiske inneslutningsfeltet tilsvarer 2. fase målene til ITER, den tredje til disse av dens tilhenger DEMO, på 20 til 30 år, og den fjerde til målene for en mulig PROTO, på 40 til 50 år. De forskjellige fasene i et slikt prosjekt er følgende:

  • Brennende demonstrasjon: reproduserbar oppnåelse av frigjøring av energi
  • Høy gevinst demonstrasjon: eksperimentell demonstrasjon av muligheten for en reaktor med tilstrekkelig energiforsterkning
  • Industriell demonstrasjon: validering av de forskjellige tekniske alternativene, og av alle dataene som trengs for å definere en kommersiell reaktor
  • Kommersiell demonstrasjon: demonstrasjon av reaktorens evne til å arbeide over lang tid, samtidig som kravene til sikkerhet, ansvar og kostnader opprettholdes.

Se også

Merknader og referanser

  1. ^ Seife, Charles (16. oktober 2014). "Fusion Energy's Dreamers, Hucksters, and Loons: Bottling up the power of the sun will always be 20 years away" . Skifer.

Videre lesning