Fórum Aldebaran Oficiální fórum serveru Aldebaran.cz
|
| Zobrazit předchozí téma :: Zobrazit následující téma |
| Autor |
Zpráva |
SFun
Založen: 05. 09. 2008 Příspěvky: 157
|
Zaslal: pá, 12. září 2008, 10:14 Předmět: Základné problémy fúzneho reaktora. |
|
|
Mohol by prosím niekto vymenovať, prípadne vysvetliť laikovi zrozumiteľným spôsobom problémy kontinuálne pracujúceho fúzneho reaktora?
Hlavne tie, ktoré nie sú zatiaľ vyriešené. Teda prečo vlastne ešte nemáme fúznu elektráreň.
Prípadne, perspektíva? |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Vojta Hála
Založen: 06. 06. 2004 Příspěvky: 5179 Bydliště: egg zavináč jabber tečka cz
|
Zaslal: pá, 12. září 2008, 10:34 Předmět: |
|
|
| Fúzní reaktor zvaný ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) se teď právě staví na jihu Francie, projekt je připraven. Získané energie bude poprvé v dějinách fúze více než spotřebované a to asi 5x až 10x. Nicméně je tím míněn pouze tepelný výkon, který se nebude využívat pro výrobu elektřiny. Jde o experimentální zařízení určené k vyladění konceptů a poté snad konečně k návrhu první pořádné elektrárny. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Rumun
Založen: 04. 06. 2008 Příspěvky: 277 Bydliště: Brno
|
Zaslal: pá, 12. září 2008, 14:33 Předmět: O co jde |
|
|
| Hlavním a zásadním problémem je udržení vysoké teploty a/nebo tlaku, který termonukleární fúzi umožní. Zatím je režie spojená s provozem těchto extrémních zařízení tak nákladná, že dnešní fúzní reaktory více energie spotřebují, než vyrobí. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Zoe
Založen: 30. 08. 2004 Příspěvky: 3144 Bydliště: Chýně
|
Zaslal: pá, 12. září 2008, 14:52 Předmět: |
|
|
| Myslím, že energetický zisk z fůze už v dnešní době není zásadním problémem. tím i nadále zůstávají díry v magnetických pastech. Z nich samozřejmě unikají jak nenabité částice (fotony, neutrína, neutrony a jiné), ale bohužel i částice nabité, které z dlouhodobého hlediska představují docela problém pro nádobu reaktoru. 50 let experimentů se všelijakým tvarováním magnetického pole vykrystalizovalo v kostrukci tokamaku s difertorem. Divertor je nejvíce zatěžovanou součástkou celé nádoby reaktoru, neboť siločáry magnetického pole mají za úkol svést na něj veškeré nabité částice, které utečou ven z magnetické nádoby, a uchránit tak před nimi stěnu reaktoru. Právě výzkum radiační zátěže stěn reaktoru, rychlosti indukce jejich umělé radioaktivity a správná funkce divertoru a rychlost jeho degradace, jakož i funkce celé magnetické nádoby, budou hlavními cíly projektu ITER. Samotný výzkum účinnosti jaderné fůze v plazmatu, bude úkolem spíše druhotným, i když neméně důležitým. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
SFun
Založen: 05. 09. 2008 Příspěvky: 157
|
Zaslal: pá, 12. září 2008, 15:37 Předmět: |
|
|
Veľmi pekná a výstižná odpoveď. Niekde som čítal, že ITER by mal byť schopný pracovať cca 500 sekúnd nepretržite. %ci je to relevantný údaj neviem, ale je to približne 8 minút. Znamená to, že za ten čas dôjde k "opotrebeniu" jeho častí tak, že bude nutné zastaviť proces a urobiť výmenu "opotrebených" častí?
Ak by ITER ukázal, že je možné postaviť funkčný reaktor na výrobu el. energie, bude prevádzka takejto elektrárne podobne náročná, ako v súčasných jadrových elektrárňach? |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Zoe
Založen: 30. 08. 2004 Příspěvky: 3144 Bydliště: Chýně
|
Zaslal: st, 17. září 2008, 22:35 Předmět: |
|
|
| SFun napsal: | Znamená to, že za ten čas dôjde k "opotrebeniu" jeho častí tak, že bude nutné zastaviť proces a urobiť výmenu "opotrebených" častí?
Ak by ITER ukázal, že je možné postaviť funkčný reaktor na výrobu el. energie, bude prevádzka takejto elektrárne podobne náročná, ako v súčasných jadrových elektrárňach? | K první otázce: řekl bych, že ten údaj je orientační a souvisí spíše s kapacitou zdroje než s rychlostí degradace nádoby - nádoba by měla vydržet bez servisních zásahů minimálně řádově měsíce, jinak by to bylo velmi zlé. Uvědomme si, že ITER nebude vyrábět žádnou elektrickou energii, ale za to jí bude značné množství spotřebovávat. Lze očekávat, že si tuto energii nebude brát v reálném čase ze sítě, ale z nějaké soustavy vysokonapěťových kapacitorů, které se po vyčerpání budou muset opětovně dobít (podobně, jako jest to řešeno v Pražském Ústavu fyziky plazmatu).
Ke druhé otázce: technická náročnost termonukleárního reaktoru je nesrovnatelně vyšší oproti štěpnému reaktoru, což je vlastně velkej papiňák (velmi zjednodušeně řečeno). Dokonce i rychlý množivý reaktor Superphenix je proti termonukleárnímu reaktoru asi jako motor trabantu ve srovnání s motorem na palivové články. Nicméně vyšší technologická náročnost může být vyvážena vyšší stabilitou, mnohem jednodušším systémem řízení, daleko nižšími náklady na zajištění bezpečnosti, atd.
Uvědomme si, že na rozdíl od štěpného reaktoru, kde je uvnitř nádoby reaktoru od prvopočátku akumulována veškerá energie na mnoho let a úkolem systému je zajistit její dostatečně pomalou přeměnu na teplo, v termojaderném reaktoru je vlastně energie uvolňována z hmoty elektronicky. V nádobě je v každém okamžiku přítomno pouze tolik hmoty (ve formě plazmové elektrické smyčky), která se v daném okamžiku může přeměnit na teplo. Zatímco tedy štěpný reaktor je zdrojem (všechna energie je v něm od počátku přítomna a může se teoreticky při selhání systému uvolnit i všechna naráz), termonukleární reaktor je generátorem - generuje energii elektronickou cestou a v každém okamžiku jí vygeneruje pouze tolik, kolik jí je v téže chvíli potřeba.
To představuje z hlediska jaderné bezpečnosti natolik významný posun, že je možné se zbavit nejnáročnějších a nejnákladnějších systémů, jakými jsou bezesporu systémy havarijní ochrany elektrárny. Od systémů pasivní ochrany reaktoru, přes čtyřnásobně zálohovaný systém havarijních chladících okruhů, kontainment (ochrannou obálku reaktoru), sprchovací systémy (barbotáž), systémy bránící radiolýze vody, systémy včasného varování obyvatelstva, jodovou profilaxi, evakuační plány, atd. atd. Toto vše pochopitelně u termonukleárního reaktoru pozbývá smyslu, čímž se celá termonukleární elektrárna výrazně zjednoduší.
Další významné zjednodušení souvisí s mnohem menší aktivitou a daleko kratší životností radioaktivních odpadů, svědčící jednoznačně ve prospěch termonukleárních elektráren. Krátkodobou radiační zátěž bude představovat v podstatě jen divertor a částečně též keramické destičky pokrývající vnitřní stěnu reaktoru. Jak často se tyto součástky budou muset měnit, bude rovněž předmětem výzkumu projektu ITER. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Zoe
Založen: 30. 08. 2004 Příspěvky: 3144 Bydliště: Chýně
|
Zaslal: st, 17. září 2008, 22:46 Předmět: |
|
|
| A taky nesmíme zapomínat na velké zjednodušení související s ochranou zdroje a veškerými bezpečnostními opatřeními s ní souvisejícími. Tam, kde není žádný štěpný materiál si toho potenciální teroristé moc nevezmou a letecký útok na termojadernou elektrárnu by se rovněž obešel bez výraznějšího vlivu na životní prostředí. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Vojta Hála
Založen: 06. 06. 2004 Příspěvky: 5179 Bydliště: egg zavináč jabber tečka cz
|
Zaslal: čt, 18. září 2008, 9:11 Předmět: |
|
|
| Zoe napsal: | | Tam, kde není žádný štěpný materiál si toho potenciální teroristé moc nevezmou... |
Tak tak. I kdyby třeba chtěli krást deuterium a měli zálusk na termojadernou bombu, tak na její odpálení je potřeba štěpná jaderná bomba a tu kdyby měli, tak vymejšlet ještě větší by jim efektivně nepomohlo. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
SFun
Založen: 05. 09. 2008 Příspěvky: 157
|
Zaslal: čt, 18. září 2008, 9:45 Předmět: |
|
|
Takže ak som to dobre pochopil, v klasickej jadrovej elektrárni máme "silného koňa" a veškeré úsile vkladáme na jeho udržanie "na uzde", pričom vzniká pomerne veľké množstvo "špiny" v podobe odpadu s dlhodobým polčasom rozpadu. Čokoľvek sa pokazí, hrozí "utrhnutím koňa z uzdy"
Kdežto u termojadrovej fúzii musíme naopak veškeré úsile vkladať na udržanie reakcie a čokoľvek sa pokazí, proces sa zastavuje.
Apropo, neotravujem? Lebo táto vec ma zaujíma, rád by som vedel, aká je perspektíva využitia TJ fúzie na výrobu el. energie. Trebars nejaký predpokladaný časový horizont.
Ale aj tak sa mi natíska otázka, ako je to potom vlastne s dodávkou "paliva" do TJ reaktora. JE dosť podrobne poznám, kedysi som tam pracoval, takže viem ako a kedy a akým spôsobom sa doplňuje palivo.
Čo je teda palivom TJ reaktora, ako sa dostáva na miesto reakcie, prípadne jeho príprava/výroba/ cena? |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
SFun
Založen: 05. 09. 2008 Příspěvky: 157
|
Zaslal: čt, 18. září 2008, 9:54 Předmět: |
|
|
| Vojta Hála napsal: |
Tak tak. I kdyby třeba chtěli krást deuterium a měli zálusk na termojadernou bombu, tak na její odpálení je potřeba štěpná jaderná bomba a tu kdyby měli, tak vymejšlet ještě větší by jim efektivně nepomohlo. |
Kedysi som niekde čítal, že dostatočne silná jadrová bomba, odpálená pod hladinou oceánu by dokázala naštartovať TJ reakciu, je to pravda? Behá mi mráz po zádech. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Zoe
Založen: 30. 08. 2004 Příspěvky: 3144 Bydliště: Chýně
|
Zaslal: čt, 18. září 2008, 10:27 Předmět: |
|
|
| SFun napsal: | Takže ak som to dobre pochopil, v klasickej jadrovej elektrárni máme "silného koňa" a veškeré úsile vkladáme na jeho udržanie "na uzde", pričom vzniká pomerne veľké množstvo "špiny" v podobe odpadu s dlhodobým polčasom rozpadu. Čokoľvek sa pokazí, hrozí "utrhnutím koňa z uzdy"
Kdežto u termojadrovej fúzii musíme naopak veškeré úsile vkladať na udržanie reakcie a čokoľvek sa pokazí, proces sa zastavuje. | Zhruba tak tomu opravdu je.
| SFun napsal: | | Apropo, neotravujem? Lebo táto vec ma zaujíma, rád by som vedel, aká je perspektíva využitia TJ fúzie na výrobu el. energie. Trebars nejaký predpokladaný časový horizont. | Fórum je tu přeci od toho, aby se lidé ptali .
Takže předpokládaný časový horizont je asi takovýto:
Rok 2011 - předpokládaná dostavba ITERu.
10. léta - experimenty na ITERu povedou k návrhu první experimentální termojaderné elektrárny.
20. léta - zahájení výstavby první experimentální termojaderné elektrárny světa. 30. léta - provoz první experimentální jaderné elektrárny - možnost pokusného připojení k síti a dodávka prvních megawatů do elektrické sítě. Návrh první komerční termojaderné elektrárny světa.
40. léta - výstavba první komerční termojaderné elektrárny.
50. léta - zahájení provozu první komerční termojaderné elektrárny. Návrh výstavby dalších komerčních termojaderních elektráren.
60. léta - zahájení výstavby globální sítě termojaderných elektráren.
70. léta - počátek termojaderné éry lidstva.
| SFun napsal: | Ale aj tak sa mi natíska otázka, ako je to potom vlastne s dodávkou "paliva" do TJ reaktora. JE dosť podrobne poznám, kedysi som tam pracoval, takže viem ako a kedy a akým spôsobom sa doplňuje palivo.
Čo je teda palivom TJ reaktora, ako sa dostáva na miesto reakcie, prípadne jeho príprava/výroba/ cena? | První experimentální termojaderné reaktory využívají a ještě nějaký čas využívat budou, coby palivo směs 2 izotopů vodíku - deutria a tritia. Deuterium se vyskytuje přirozeně ve vodě a jsou jej na světě prakticky nevyčerpatelné zásoby z hlediska jaderné fůze. Co se týče tritia, to je odpadní surovinou při provozu štěpných jaderných reaktorů a v současnosti se bez užitku řízeně vypouští do řeky. Protože cílem projektu řízené termojaderné fůze je přirozeně úplná eliminace štěpných jaderných reaktorů, bude v budoucnu snaha o udržení termonukleární fůze i bez katalýzy tritiem. Fyzikálně tomu sice vůbec nic nebrání, ale současná (a i v brzské době plánovaná) zařízení s extrémně okleštěným rozpočtem díky politickým šarvátkám investujících států, jsou zatím příliš primitivní na to, aby takovouto reakci zvládala. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
SFun
Založen: 05. 09. 2008 Příspěvky: 157
|
Zaslal: čt, 18. září 2008, 11:59 Předmět: |
|
|
Uf! Takže na nejaké to zlevnění elektriny si budem musieť asi dosť počkať.
Ale šanca, že si družtevníci budú môcť objednať ďo kotolne malý fúzny reaktor je okolo r. 2100 dosť reálna  |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
Zoe
Založen: 30. 08. 2004 Příspěvky: 3144 Bydliště: Chýně
|
Zaslal: čt, 18. září 2008, 12:30 Předmět: |
|
|
| SFun napsal: | Uf! Takže na nejaké to zlevnění elektriny si budem musieť asi dosť počkať. | No, řekl bych, že se ho možná dočkají tvoji vnuci a to až v dosti požehnaném věku .
| SFun napsal: | Ale šanca, že si družtevníci budú môcť objednať ďo kotolne malý fúzny reaktor je okolo r. 2100 dosť reálna  | Určitě je reálná šance, že to v té době bude běžný pohon kosmických lodí. Zda se někdy podaří zvládnout fůzi v tak malém objemu plazmatu, aby to mohlo pohánět např. osobní vozy (či vznášedla, nebo čím v té době budou lidi běžně cestovat) a dalo se to doma použít jako levná kamínka, to je ve hvězdách. Jisté je, že princip tokamaku ani princip stelarátoru či inerciální fůze takovouto miniaturizaci neumožňuje. Studují se ale i alternativní cesty, jako je např. sonická fůze, piezoelektrická či pyroelektrická fůze, tralpiové motory, ... , které by se jednou v budoucnu daly provozovat i v zařízeních rozumných rozměrů. |
|
| Návrat nahoru |
|
 |
|
|
Nemůžete odesílat nové téma do tohoto fóra Nemůžete odpovídat na témata v tomto fóru Nemůžete upravovat své příspěvky v tomto fóru Nemůžete mazat své příspěvky v tomto fóru Nemůžete hlasovat v tomto fóru
|
Powered by phpBB © 2001, 2005 phpBB Group Czech translation by Azu
|