Termotuumareaktor

Laevad, lennukid, tankid... Kõik sõjatehnikast.
Madis Reivik
Liige
Postitusi: 3306
Liitunud: 20 Dets, 2019 13:30
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Madis Reivik »

Ei maksa järeldusi teha, äkki leitakse mingid resonantsid ja neeldumislainepikkused ja saadakse "impulsineeldumist" kordades kõrgemaks.

Teadus selle taga on veel lapsekingades ja uurimist palju.
Kasutaja avatar
Gideonic
Liige
Postitusi: 4853
Liitunud: 14 Aug, 2008 14:19
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Gideonic »

Madis Reivik kirjutas: 14 Dets, 2022 13:53 Ei maksa järeldusi teha, äkki leitakse mingid resonantsid ja neeldumislainepikkused ja saadakse "impulsineeldumist" kordades kõrgemaks.

Teadus selle taga on veel lapsekingades ja uurimist palju.
Probleeme seal jagub. Antud reaktoriga genereeriti 2.05 MJ -> 3.14MJ soojusenergiat. Laserite enda sisendenergia oli suurusjärgus 384 - 400 MJ nii et "kordades" üksi ei aita kuigi palju.

Sääraseid pelleteid kuluks kommertsiaalreaktoris päris palju, mistõttu peaks need maksma circa 10 senti tükk:
Another factor working against IFE is the cost of the fuel. Even as Nuckolls was developing his earliest calculations, co-workers pointed out that if an IFE machine produces 50 MJ of fusion energy, one might expect that a shot could produce perhaps 10 MJ of power for export. Converted to better known units, this is the equivalent of 2.8 kWh of electrical power. Wholesale rates for electrical power on the grid were about 0.3 cents/kWh at the time, which meant the monetary value of the shot was perhaps one cent. In the intervening 50 years the price of power has remained about even with the rate of inflation, and the rate in 2012 in Ontario, Canada was about 2.8 cents/kWh.[72]

Thus, in order for an IFE plant to be economically viable, fuel shots would have to cost considerably less than ten cents in year 2012 dollars.

Direct-drive systems avoid the use of a hohlraum and thereby may be less expensive in fuel terms. However, these systems still require an ablator, and the accuracy and geometrical considerations are critical. The direct-drive approach still may not be less expensive to operate.
OLAVI
Liige
Postitusi: 1626
Liitunud: 31 Juul, 2014 0:49
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas OLAVI »

Gideonic kirjutas: 14 Dets, 2022 14:10 ... Antud reaktoriga genereeriti 2.05 MJ -> 3.14MJ soojusenergiat. Laserite enda sisendenergia oli suurusjärgus 384 - 400 MJ nii et "kordades" üksi ei aita kuigi palju. ...
Kui sisse pandi 400MJ=111,1111111kWh
ja välja tuli 3,14MJ=0,8722222kWh, siis on see katse mahult umbes samaväärne sidrunisse kahe traadijupi pistmisega.
Mis muidugi ei kahanda antud katse väärtust teadusele.
https://www.convertunits.com/from/MJ/to/kwh
Ainuke asi, mis jagades paljuneb on teadmised.
Kasutaja avatar
Gideonic
Liige
Postitusi: 4853
Liitunud: 14 Aug, 2008 14:19
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Gideonic »

USAs toimus üks päris oluline seadusemuudatus mis kergendab oluliselt termotuumareaktorite arendust. Niipalju kui ma aru saan, saab seda nüüd teha sama seadusepügala all, millega arendatakse osakseste kiirendeid (kus on bürokraatiat metsikult vähem kui tuumaenergias:

https://www.reddit.com/r/fusion/comment ... egulation/

(Kui tahta teada kuivõrd idiootne asi klassikalise tuumaarendusega on, tasub lugeda seda blogipostitust):



Kuna muus osas on termotuuma uudiste osas suhteline vaikus olnud, siis viskasin pilgu peale ka kuidas Commonwealth Fusion Systems linnaku ehitamine läheb (see on see MIT ülikooliga tihedalt seotud firma, mida eksperdid peavad hetkel ainukeseks lähiajal lootustandvaks termotuuma startupiks).

Tundub et asi edeneb veel üsna plaanipäraselt.

Kui 21.04.2022 oli nende pea- ja tootmishoone (kus toodetakse magnetid nii SPARC kui ka tulevasele kommertsiaal-demoreaktorile ARC) veel paras ehitusplats:
Pilt

Siis 25.01.2023 oli see hoone sisuliselt valmis ning ka SPARC reaktorit ennast sisaldama hakkav hoone päris kaugel:
Pilt

Et saada aimu kui paksude seintega see reaktorihoone on, siis veel üks pilt ehitamisest septembris 2022 (teise nurga all):
Pilt

Ise lubavad jätkuvalt et SPARC reaktor peaks käivituma 2025. aastal (mis ei ole üldse enam mägede taga). Esialgu soovitatakse saada kätte > 2x rohkem energiat kui reaktorisse vahetult sisse läheb, lihvimise käigus peaks asi jõudma 11x kanti, rohkem antud eksperimentaalreaktor ei võimalda.

Äritegevuseks oleks vajalik suurusjärk 20x (kui tekib küsimus, miks nii palju, loe antud teema varasemaid lehekülgi). Seda peaks suutma saavutada siis ARC demo-reaktor. Selle ehitusega on plaan alustada 2025 ja (pehmelt öeldes optimistlik) eesmärk on see panna see täisvõimsusel tööle samal ajal kui ITER, 2035 aastal. Selle vahega siis, et kui ITERI näol on tegu endiselt teadustöödeks väga vajaliku reaktoriga, siis ARC disain oleks reaalselt kohandatav päris elektrijaamale.

Selleks ajaks on muidugi vaja kuluefektiivselt ära lahendada terve müriaad insener-tehnilisi probleeme, millest paljut pole veel kunagi katsetatud.

Eks varsti saab siis näha mis see progress tegelikult on. Hooneid ehitada on lihtne, reaktoreid märksa keerulisem :)
Kasutaja avatar
Gideonic
Liige
Postitusi: 4853
Liitunud: 14 Aug, 2008 14:19
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Gideonic »

Tundub et tekib konkurentsi juurde:

https://www.geekwire.com/2023/microsoft ... oly-grail/

https://www.reddit.com/r/fusion/comment ... on_energy/

Helion Fusion sõlmis Microsoftiga lepingu et asuvad tarnima termotuumaenergiat juba 2028. aastal. Vähemalt 50 MW.

Leping on siduv ja päris arvestavate trahvidega. Seega läheb huvitavaks.
2korda2
Liige
Postitusi: 1580
Liitunud: 01 Juul, 2014 11:56
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas 2korda2 »

Ei usu, sorry.
Kui kogu ülejäänud maailm (ka teemaga aastakümneid tegelenud laboratooriumid) ei suuda ikka veel selliste jaamade energiabilanssi püsivalt positiivseks saada, siis on suhteliselt väike võimalus, et mingi punt paneb 5 aastaga nullist püsti uue tehnoloogiaga kommertsjaama. See oleks teoreetiliselt ehk võimalik, kui meil oleks kõik uuringud ja load olemas ning projektid valmis, kopp on platsil juba ootel. Vaadake kasvõi Fermi poolt koostatud ajakava Eestisse (tuntud tehnoloogiaga) tuumajaama ehitamisel - enne kopa maasse löömist kulub aastaid igasugu uuringutele ja lubadele. See on ka osaliselt põhjus, miks tuumaenergia on kallis - hirmus palju aega kulub esimese kWh tootmiseni.
Trahvid aga - MS nõuab lihtsalt rohelist energiat mahus X. Kui jaam valmis ei saa, siis ostab teine pool vastava koguse turult ja müüb (võib-olla kahjudega) MS-le edasi. Ongi kõik, trahve ei rakendu aga mõlemad on saanud oma üritusele kõvasti tähelepanu.
Kasutaja avatar
Gideonic
Liige
Postitusi: 4853
Liitunud: 14 Aug, 2008 14:19
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Gideonic »

USA jagas 46 miljonit arendusraha laiali kaheksale termotuuma reaktori loojale:

https://science.osti.gov/-/media/fundin ... s-List.pdf
Kasutaja avatar
Kriku
Moderaator
Postitusi: 36340
Liitunud: 10 Aug, 2010 18:55
Asukoht: Viljandimaa
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Kriku »

Alusuuringutest: olevat miski uus sulam välja töötatud: https://novaator.err.ee/1609007759/volf ... i-materjal
Madis Reivik
Liige
Postitusi: 3306
Liitunud: 20 Dets, 2019 13:30
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Madis Reivik »

Uljad komponendid on sel sulamil. Kilohinda ei julge keegi vist kokku arvutada, hafnium on hetkel 5kilo per kilo :)

Ja arvestades karmi tihedust siis ükskõik milline detail maksab kosmiliselt. Töötlemisest ei julge rääkidagi.

Aga kõik taandub samas sellele et kas on alternatiive ja kui pikk on eluiga.
Kasutaja avatar
Kriku
Moderaator
Postitusi: 36340
Liitunud: 10 Aug, 2010 18:55
Asukoht: Viljandimaa
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Kriku »

Gideonic kirjutas: 14 Dets, 2022 14:10
Madis Reivik kirjutas: 14 Dets, 2022 13:53 Ei maksa järeldusi teha, äkki leitakse mingid resonantsid ja neeldumislainepikkused ja saadakse "impulsineeldumist" kordades kõrgemaks.

Teadus selle taga on veel lapsekingades ja uurimist palju.
Probleeme seal jagub. Antud reaktoriga genereeriti 2.05 MJ -> 3.14MJ soojusenergiat. Laserite enda sisendenergia oli suurusjärgus 384 - 400 MJ nii et "kordades" üksi ei aita kuigi palju.
Katset korrati, kasum mõnevõrra suurem? https://www.err.ee/1609054709/usa-teadl ... sperimenti
Kasutaja avatar
Gideonic
Liige
Postitusi: 4853
Liitunud: 14 Aug, 2008 14:19
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Gideonic »

Kriku kirjutas: 07 Aug, 2023 13:22 Katset korrati, kasum mõnevõrra suurem? https://www.err.ee/1609054709/usa-teadl ... sperimenti
Kindlasti väga vajalikud katsed, isegi kui antud viisil pigem tavareaktorit ei ole võimalik arendada.


Aga suured et teemat värskendasd!. Sellega seoses tuli meelde, et jäi mõned nädalad tagasi linkimata üks artikkel uusimates termotuumareaktorites kasutava "magnetlindi" loomisest:

https://spectrum.ieee.org/fusion-2662267312

Puudutab ka Commonwealth Fusionit ja SPARK'i omajagu. Näitab kuivõrd raske on just tööstuslikul tasemel eksootiliste materjalide tootmine:
Technicians painstakingly wound the tape into 16 coils, which were then assembled into a “pancake stack” to create a toroidal field magnet that could surround a section of tokamak. In September 2021, at MIT’s Plasma Science and Fusion Center, the team energized the magnet and watched as the field it produced strengthened to an intense 20 tesla—about 400,000 times as strong as the typical value for Earth’s magnetic field, and more than strong enough to lift an aircraft carrier out of the water. The team kept the magnet energized in a steady state for about 5 hours.

“We showed that we could basically hand-build 16 winding coils and assemble them into one high-performing magnet,” says Sorbom. “But can we do that over and over again, and do it very quickly?”

To magnetize Sparc, the CFS team will need to duplicate that feat 18 times. Near the Sparc site, a magnet-assembly facility is ramping up production. “We’ve cut the assembly time in half, but we’ll need to cut that time again by a factor of four to crank them out on schedule,” Sorbom says. Each of the winding packs will be built and tested, then integrated into toroidal field coils and moved to a final-assembly hall, where the 18 identical coils and surrounding structures will be consolidated and then installed around the tokamak.
Kaks korda on tootmist kiirendatud, aga 4x oleks veel vaja, kui lubatud tähtajast tahavad kinni pidada.

Positiivsema poole pealt on (nende enda jutu järgi) magnetid paraja varuga arvestatud, et kui need on juba tehtud siis on katsereaktori loomine delo tehniki. Sellise katseraktori, mis suudab välja anda siis suurusjärgus 10x rohkem energiat kui sisse võtab:

Pilt

Kuid ka see on alles algus. Kommertsiaalreaktori jaoks on seejärel möödapääsmatu ära lahendada (siin teemas varasemalt seletatud) "triitium-teki" probleem. Vastasel korral surevad kõik need reaktsioonid kiirelt triitiuminälga (mida on leitud/sünteesitud vähe ja hankida on kallis). Seega on see hädavajalik et reaktsiooni pikalt käigus hoida. Paraku ollaks selle puhul veelteooriavallas:
But, unlike the fusion reactions themselves—where the physics theory is well-established, if only partially executed—many fundamental questions remain unanswered when it comes to producing electricity from nuclear fusion. The engineering challenge of building complex systems that can harvest the energy and convert it to electricity without being destroyed by radiation poses a series of tall engineering and materials-science hurdles.

Among them is a means to extract heat from the device for generating electrical power. At this point, CFS’s preferred approach is to use a blanket of molten salt, which could also breed tritium (also known as hydrogen-3), a rare isotope used to fuel magnetic confinement reactors.

The working design calls for a continuously flowing loop of salt to be pumped into a tank surrounding the plasma chamber, where it absorbs radiated neutrons. The molten salt is then pumped outside the tokamak, where its heat energy is transferred into a fluid that drives a turbine to generate electricity. Because nearly all of the power that Arc produces will be absorbed in the molten-salt blanket, the load on the magnet-cooling system is minimized.

The molten salt will likely be a mixture of lithium fluoride and beryllium fluoride, known as FLiBe. This combo allows the salt to do double duty as a breeding medium in which some of the fusion neutrons interact with lithium atoms and change them into tritium. The tritium is then filtered out of the blanket and recycled into fusion fuel.

FLiBe is the focus of an ongoing research partnership with MIT’s Plasma Science and Fusion Center, funded by ARPA-E. It’s one of several DOE programs that are pushing fusion research forward with grants and pairings between private industry and DOE’s national laboratories. But whether FLiBe will work better than other approaches—if at all—is still an educated guess.
Madis Reivik
Liige
Postitusi: 3306
Liitunud: 20 Dets, 2019 13:30
Kontakt:

Re: Termotuumareaktor

Postitus Postitas Madis Reivik »

Õnneks ei ole "teki" katsetamiseks vaja termotuumareaktorit, "tavaline" uraanitünn ja mõned kiirendid ajavad kah asja ära :)

Minu arvates tuleks arendusse rohkem raha pumbata. Sest küsimus pole mitte kas, vaid millal ja kes.
Vasta

Kes on foorumil

Kasutajad foorumit lugemas: Registreeritud kasutajaid pole ja 2 külalist