Инерциальная термоядерная электростанция - Inertial fusion power plant

An инерциальная термоядерная энергетическая установка предназначен для производства электроэнергии с использованием термоядерный синтез с инерционным удержанием техники в промышленных масштабах. Этот тип электростанции все еще находится на стадии исследования.

Два установленных варианта возможного среднесрочного внедрения производства термоядерной энергии: магнитное удержание, используемые в ИТЭР международный проект, и лазер - инерционное удержание на основе, используемое во Франции Лазерный мегаджоуль и в американском НИФ. Термоядерный синтез с инерционным удержанием (ICF), в том числе инерционный синтез тяжелых ионов (HIF), был предложен в качестве возможного дополнительного средства реализации термоядерной электростанции.

Общие принципы реактора с инерционной термоядерной энергией (IFE)

Работа реактора IFE в некотором смысле аналогична работе четырехтактный цикл из бензиновый двигатель:

• поступление термоядерного топлива (микрокапсулы) в камеру реактора;
• сжатие микрокапсулы для инициирования реакций синтеза;
• взрыв плазмы, созданной во время такта сжатия, приводящий к высвобождению термоядерной энергии;
• удаление остатка реакции, который впоследствии будет обработан для извлечения всех повторно используемых элементов, в основном трития.

Чтобы обеспечить такую ​​операцию, инерционный термоядерный реактор состоит из нескольких частей:

Макет золотого хольраума, используемого в лазерном инерционном удержании.

• система впрыска, доставляющая в реакционную камеру капсулы с термоядерным топливом, а также возможные устройства, необходимые для инициирования термоядерного синтеза:
  • контейнер (Hohlraum ), предназначенный для поддержания однородной очень высокой температуры топливной капсулы, в основном для лазера и ионный пучок методы заключения;
  • «проволочный массив» и его ЛЭП, для z-щепотка техника заключения;
• «привод», используемый для сжатия капсул с термоядерным топливом, который, в зависимости от технологии, может быть лазеры, ускоритель ионного пучка или устройство z-пинча;
• реакционная камера, построенная на внешней стенке из металла или внутреннем покрытии, предназначенном для защиты внешней стенки от ударной волны термоядерного синтеза и излучения, для получения излучаемой энергии и для производства тритиевого топлива;
• система, предназначенная для обработки продуктов реакции и мусора.

Дополнительная информация: Пример планируемого завода IFE можно увидеть в Z Pulse Power Facility статья

Проекты IFE

Было предложено несколько проектов электростанций на инерционном термоядерном синтезе, включая планы производства электроэнергии на основе следующих экспериментальных устройств, находящихся в эксплуатации или в стадии строительства:

• в Соединенные Штаты, то Национальный центр зажигания (лазерное удержание ) и Z машина (удержание z-пинча) эксперименты
• в Франция, то Мегаджоуль лазер эксперимент
• в Япония (Осака University), эксперимент KONGOH (лазерное удержание)

Только проекты США и Франции основаны на Z-образном ограничении; другие основаны на методах лазерного удержания.

Проект Ливермора IFE (LIFE) был отменен в январе 2014 года.^[1]

По состоянию на июнь 2006 г. лазеры мегаджоулей и NIF еще не находились в полной эксплуатации. Эксперименты по термоядерному синтезу с инерционным и лазерным удержанием не пошли дальше первой фазы. Примерно в 2010 году планировалось завершить строительство NIF и мегаджоулей.

Фазы проекта по сравнению с магнитным удержанием

В поле магнитного удержания 2-я фаза соответствует целям ИТЭР, 3-я - его последователю ДЕМО через 20-30 лет, а 4-я - возможному ПРОТО через 40-50 лет. Различные этапы такого проекта следующие:

• Демонстрация горения: воспроизводимое достижение высвобождения энергии
• Демонстрация высокого усиления: экспериментальная демонстрация возможности реактора с достаточным выигрышем энергии
• Промышленная демонстрация: проверка различных технических вариантов и всех данных, необходимых для определения коммерческого реактора.
• Коммерческая демонстрация: демонстрация способности реактора работать в течение длительного периода с соблюдением требований безопасности, ответственности и стоимости.

Смотрите также

• Энергетический портал
• Физический портал
• Портал ядерных технологий

• Термоядерная реакция
• Сила термоядерного синтеза
• Инерционное электростатическое удержание
• Термоядерный синтез с инерционным удержанием
  • Лазерное инерционное удержание
    • Мегаджоуль лазер
    • Национальный центр зажигания
  • Инерционное удержание ионного пучка
  • Z-пинч инерциальное удержание
    • Z Pulse Power Facility
• Список статей по физике плазмы

Примечания и ссылки

1. Сейф, Чарльз (16 октября 2014 г.). «Мечтатели, торговцы и гагары из Fusion Energy: до накопления энергии солнца всегда будет 20 лет». Шифер.

дальнейшее чтение

• "La fusion thermonucléaire par confinement inertiel: de la recherche fondamentale à la production d'énergie" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 25 ноября 2006 г. (1.28 МиБ ) (Университет Бордо I, Ноябрь 2005 г.) (На французском)^{[мертвая ссылка ]}
• Учебное пособие по термоядерной энергии тяжелых ионов (Виртуальная национальная лаборатория синтеза тяжелых ионов)
• "Сводный отчет 2-го координационного совещания по исследованию элемента электростанций на инерционном термоядерном синтезе" (PDF). (4.82 МиБ ) (Ноябрь 2003 г.)^{[мертвая ссылка ]}
• «Обзор программы инерционной термоядерной энергии» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 23 сентября 2006 г. (4.14 МиБ ) (Консультативный комитет по наукам о термоядерной энергии, март 2004 г.)^{[мертвая ссылка ]}
• «Обзор термоядерных ядерных технологий в США» (PDF). (513 KiB ) (Июнь 2005 г.)
• Мнения по нейтронно-физическим и активационным проблемам, с которыми сталкиваются камеры IFE с жидкостной защитой
• Позиция IEEE-США: Исследования и разработки в области термоядерной энергии (Июнь 2006 г.)