Comments 91
— Планирумый выход энергии 500 МВатт (при потреблении 50 МВатт), что будет первым синтезом, позволяющем получить энергии больше, чем было затрачено на поддержание реакции
— Энергия будет получаться за счет синтеза ядер дейтерия (D) и трития (T) продолжительностью до 1000 с. — при слиянии их ядер получается гелий (альфа частица) и высокоэнергитичный нейтрон
D + T → He4 + n + 17.6 MeV (Гелий (He), в этом случае, даст 3,5 MeV, а нейтроны (n) 14 MeV)
— Энергия, заключенная в плазме, составит 100 МВатт (альфа частицы He, оставшиеся в плазме)
— Энергия, заключенная в нейтронах, составит 400 МВатт (нейтроны покинувшие плазму)
400 МВатт покидают пределы плазмы т.к. нейтроны не имеют ни положительного ни отрицательного заряда и без проблем покидают плазму, после чего поглащаются материалом на внутреннем корпусе реактора, тем самым нагревая воду и вращая турбины, вырабатывая энергию
При удачном эксперименте, будут построены реакторы большего размера по уже готовому шаблону, которые смогут вырабатывать намного больше энергии.
Возможно, в будущем мы сможем изобрести более эффективный способ преобразования энергии, чем кипячение воды и раскручвание турбин, но пока это не главная цель ИТЕРа.
Вот тут длинная и интересная статья-анализ радиоопасности разных типов отходов.
И да, хотя в реакторах термоядерного синтеза вроде ИТЭР образуется избыток нейтронов активирующих окружающие конструкции — это всё ещё в тысячу раз менее опасно чем сотни тысяч тонн высокоактивного отработанного ядерного топлива остающегося после реакций атомного распада.
Ну и для реакций синтеза есть отдалённая перспектива перехода на другие варианты топлива, которые не генерируют побочных эффектов в виде концентрированного потока нейтронов, а значит наведенной радиоактивности не создают в принципе.
Ну и еще один важный момент: наиболее эффективно нейтроны замедляются легкими веществами. В реакторе это скорее всего будет вода. И вот вода как раз радиоактивной от нейтронов не становится. Конечно, чтобы все было так здорово, требуются достаточно тонкие стенки, но для токамака толщина стенок не принципиальна — основная нагрузка идет на магнитные катушки, а стенки нужны в первую очередь чтобы не пускать воздух внутрь.
Трития же запасов/месторождений не существует в принципе, он весь искусственный в отличии от 2го компонента топлива (дейтерия). И на данный момент ОЧЕНЬ дорогой.
Так что в первую очередь будут решаться вопрос с промышленным получением трития за счет этого избыточного потока нейтронов.
И только если что-то останется (удастся производить трития не меньше, чем потребляет сам реактор в процессе работы) можно будет подумать о других применениях для этих убегающих нейтронов.
ITER не планирует производство трития для собственного потребления. Организация будет закупать для работы реактора топливо в течение всех 20 лет его функционирования. Однако, для следующего токамака, DEMO, проблема воспроизводства топлива будет весьма актуальной. Поэтому на ITER будут производиться эксперименты с получением трития.
И только в следующем поколении реакторов дойдет дело до самообеспечения тритием.
А вот дойдет ли до расщепления тяжелых элементов или наработки каких-то изотопов или утилизация отработанного топлива с АЭС — вообще большой вопрос. Если и дойдет, то точно не раньше выхода на самообеспечение по тритию.
Это уже принципиальные ограничения такой схемы удержания плазмы и конфигурации магнитов создающих поле — классический токамак это принципиально циклическая схема, а не непрерывная.
Низя энергию в ваттах измерять.
Ну и турбины вроде вообще не будет (по крайней мере раньше не планировалось), тепло забираемое водой просто в градирни сбрасывать. Т.е. полезную электроэнергию для сети он вообще не будет вырабатывать — чисто научно-инженерный проект получится.
Хотя в принципе мог бы и вырабатывать — технических препятствий нет, скорее по экономическим причинам отказались — с учетом предполагаемых режимов работы и приоритета на научные программы получился бы довольно фиговый и нестабильный генератор. А дополнительный машинный зал, паровые турбины, турбогенераторы и повышающие трансформаторы еще увеличили бы и так огромную стоимость, которая хронически в выделяемые бюджеты не вписывается.
Мне кажется меня бы трясло от страха если бы мне доверили запустить такую громадину.
А вообще это фантастически круто. И очень радует, что не смотря на ситуацию в мире этот проект не развивается.
Это он и есть. Тестовый реактор.
Да, по расчётам — будет работать, и пока что поводов сомневаться в этом нет.
На меньших научных установках уже неоднократно успешно проверяли, из них и вывели теорию которая описывает происходящие в реакторе процессы и в частности то как выход и затраты энергии зависят от физических масштабов.
Ну и потом из этой теории рассчитали какие параметры нужны, чтобы получить хотя бы 10кратный выход энергии — получился проект ИТЭР с соотношением 50/500 МВт.
В случае успеха проекта и решения возникающих в процессе сложностей, можно будет используя доказанную на практике (и при необходимости уточненную) теорию использовать для проектирования уже промышленного реактора, у которого основная цель будет уже не научная программа, а выработка электроэнергии.
Скорее всего он будет еще крупнее (масштабнее) и дороже и ориентироваться при проектировании будут на выход энергии от 1к20 до 1к100.
Если за это время конечно какого-нибудь прорыва в области сверхпроводящих магнитов не случится — тогда можно будет достичь нужных параметров плазмы не увеличивая масштаб.
А вообще, очень сильно впечатляют масштабы.
в нем первый раз прочитал и про ИТЭР
Насколько я понял ученые уверены что именно за счет масштаба можно получить положительный выход энергии
и должно заработать
Но сдается мне что ИТЭР даже если заработает останется единственным
Сравним
ИТЭР — 19 млрд евро и 500Мвт мощности
солнечная станция в германии Neuhardenberg Solarpark 145 Мвт 0,2 млрд евро
И это не считая того что солнечную обслуживать наверно на 2-3 порядка дешевле чем термоядерную
Наверное, их можно будет уменьшить на 1 десятичный порядок, если такие проекты будут востребованы и тех. процесс "встанет на рельсы". Экспериментальные высоконаучные установки не могут быть не безумно дорогими.
Это же экспериментальный реактор. У него даже в названии есть слово «экспериментальный» =).
Конечно, если вы сравнивать исключительно по выходной мощности — он проиграет. Никто и не думает полученной с него электроэнергией окупить строительство и эксплуатацию.
Для сравнения: у той же Фукусимы была мощность 4400 МВт. У самой мощной АЭС — 8212 МВт. У самой мощной ГЭС — 22500 МВт.
См. https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_largest_power_stations_in_the_world#Top_20_largest_power_producing_facilities
2. Это не серийный реактор. Единичное производство всегда на порядки дороже массового.
3. Помимо самого токамака там еще и завод по производству трития.
4. Сравнивать 145 Мвт пиковой мощности и 500 Мвт постоянной как бы некорректно.
Уточнил: 1,9885·1030 кг, при $2 за кг, это 4*1018 триллионов долларов.
при том, что панели ежегодно дешевеют
насчет площадей засранных при утилизации радиоактивных отходов от ИТЭР и производства топлива для него — возможно не меньше чем под панелями, но панели можно убрать.
Плюс один — результаты исследований, которые возможно дадут данные для строительства более эффективных реакторов
Если бы такую станцию на 145 Мвт открыли годах в 1930-х, она бы наверно стоила примерно как ИТЭР.
Так же и тут. Первая станция будет безумно дорогой, следующая дешевле и потом как и у солнечных панелей.
Реактор строят усилиями 36 стран
До 2015 года строительство велось очень медленно. Постоянно срывались сроки, складывалось впечатление, что проект вот-вот просто закроют.У семи нянек дитя без глазу? Как бы не накосячили чего, а то потом концов не сыщешь. Если эта дура бомбанет, Чернобыль покажется пионерским костром.
Да и чисто практически — международная группа с толпой ученых будет надежнее чем коммерческие частники, строившие Фукусиму («на что пойдет капитализм ради 300%» итд), не за те станции опасаемся.
«Система замены модулей бланкета (IVBT — In-Vessel Blanket Transporter). Бланкет, который является экраном всей машины от излучения плазмы будет сменным. Как минимум первая стенка будет постепенно испаряться и повреждаться нейтронным излучением, и раз в примерно 5-10 лет ее необходимо заменять.»
http://tnenergy.livejournal.com/24011.html
Если бы можно было сделать магнит, который давал бы действительно сферическое поле задача на порядки упростилась бы…
Именно поэтому — тор.
- Да, плазма очень горячая, но в то же время она очень разряжённая. Объём газов совсем небольшой (это не тонны урана, как на АЭС)
- Плазма газообразная. При любой утечке газ начнёт расширяться, а это сразу же приводит к падению температуры.
- Точно так же, утечка приводит к остановке реакции. Синтез возможен только под большим давлением. Нет нужного давления — всё автоматически затухает.
- Сам по себе газ не сильно радиоактивен (по сравнению с тем же ураном и продуктами его распада).
Есть ещё в википедии разбор аспектов безопасности.
Не верю в подобные методы — пытаются чего-то добиться нахрапом, с помощью самых мощных в мире магнитов, хотя очевидно, что время удержания будет недостаточным. Оно всегда будет недостаточным, если плазму с нужными параметрами не научиться удерживать… всегда. Нужно двигаться снизу, попутно используя наработки в народном хозяйстве, в целях самоокупаемости.
Плазму с какой температурой мы умеем удерживать как-бы постоянно? 8-10 тыс. градусов наверное.
Ключь к термояду — плазма статически неустойчива, значит ее нужно удерживать динамически, поток плазмы будет самофокусироваться, т.е. установка должна представлять из себя по сути дела горелку, тепло отработанной плазмы утилизируется и она возвращается в цикл.
Мне одному кажется, что я гений?
Когда стены долбили железной бабой, кирпичи выкрашивались и оставалась сетка из раствора.
Многократно убедился. что росиийски строители — самые тупые. вороватые и раздолбайские строители в мире. Попадались сайты и посты специалистов. которых турнули из атомной отрасли, из-за слишком уж высоких моральных принципов и щепетильности. Пишут о сумашедших нарушениях при строительстве и эксплуатации а-станций, о том что специалистов уже почти нет, остались блатные полудурки (высокая зарплата притягивает их как магнит)
Но с другой стороны грустно — что вкладывая такие гигантские средства в доказательство существующей теории, никто не хочет разобраться с существующими эффектами. Например, до сих пор нет достоверных исследований по тепловыделению, что происходит в вихревых теплогенераторах. А вероятность lenr-реакции (что в 90-х годах у некоторых групп была порядка 6%), вероятно, уменьшается экспоненциально с каждым миллиардом вложенным в ИТЕР :)
Строительство ИТЭР опережает график. Первая плазма запланирована на 2025 год