» »

Nemški fuzijski reaktor Wendelstein 7-X deluje

Nemški fuzijski reaktor Wendelstein 7-X deluje

Slo-Tech - Fuzijski reaktor Wendelstein 7-X, ki so ga Nemci začeli graditi leta 2005 in dokončali leta 2014, deluje po načrtih. Prve množine helijeve plazme pri temperaturah milijon stopinj Kelvina so v njem pridobili pred natanko letom dni, sedaj pa so potrdili, da obratuje v skladu z načrti. Kot so objavili v Nature Communications, je razlika med napovedmi in meritvami manj kot 1/100.000, kar je dovolj, da ga proglasimo za delujočega.

Wendelstein 7-x je vrsta fuzijskega reaktorja (stellarator), ki vročo plazmo kroti z močnimi magnetnimi polji. V resnici gre za precej star dizajn, ki so ga izumili že leta 1958, a se je v 70. in 80. letih umaknil alternativnemu dizajnu tokamak, ki pa ima tudi svoje težave, zato se stellarator ponovno uveljavlja. V stelleratorju s tuljavami ustvarijo gnezdena toroidna magnetna polja. Magnetne silnice se vijejo okrog magnetne površine tako, da če sledimo posamezni silnici, se nikdar ne vrnemo na isto mesto, temveč popišemo celotno površino. V njeni notranjosti je ujeta plazma. Razlika med tokamakom in stellaratorjem je ta, da v stellaratorju zunanje tuljave ustvarjajo toroidne in poloidne komponente magnetnega polja (oboje potrebujemo za nadzor plazme), medtem ko v tokamaku poloidno komponentno magnetnega polja ustvarja električni tok v sami plazmi, zaradi česar je manj stabilna. Žal se je v 70. in 80. letih izkazalo, da je ujetost plazme v stellaratorje slaba, ker so bile orbite delcev divergentne. V tokamakih zaradi toroidne simetrije teh težav ni bilo, medtem ko so v stellaratorjih delci počasi polzeli od notranjosti proti magnetni površini in ven, kar je hitro uničilo plazmo. Šele napredek v 90. letih je omogočil izdelavo stellaratorjev s tako konfiguracijo magnetnega polja, da je bilo teh težav manj.

Po domače - tokamake je laže izdelati, ker so bolj simetrični, a je plazma v njih manj stabilna. Stellarator je izjemno težko izdelati, ker morajo biti magnetna polja zavita (glej skico), zato je treba biti zelo natančen. Toda če uspe pravilno, je plazma v njem bolj stabilna. Wendelstein 7-X je prvi in največji stellarator (polmer 5,5 metra), ki so ga zgradili na podlagi novih dognanj. Zanj so pričakovali, da bo plazmo uspel zadržati. In prav so imeli.

Wendelstein 7-X je sicer prvotno nemški projekt, ki ga je zgradil Inštitut za fiziko plazme Maxa Planckoa (IPP) v Greifswaldu na skrajnem severozahodu Nemčije, a so izdatno pomagali tudi ameriški financerji (Princeton, Oak Ridge in Los Alamos). Sestavlja ga 70 superprevodnih magnetnih tuljav, ki ustvarijo magnetno polje z gostoto 3 T. To zadržuje plazmo s temperaturami 60-130 milijonov stopinj Kelvina in številčno gostoto 3 1020.

Wendelstein 7-X ni namenjen pridobivanju energije, ker je treba vanj še vedno vložiti več, kot od njega dobimo. Je pa dokaz, da je dizajn delujoč. Sedaj se lahko posvetimo ugotavljanju, ali lahko iz fuzije tudi na Zemlji iztisnemo več, kot bi v njo vložili. Sonce teh težav nima, ker atome dovolj približa s samo gravitacijo, na Zemlji pa moramo biti za genezo zvezde pametni.

28 komentarjev

MrStein ::

številčno gostoto 3 1020.

Ne manjka tu kaki znak? Med 3 in 10?
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

romegregor ::

super članek...hvala

konspirator ::

Kako poskrbijo, da milijon stopinj Kelvina vroča plazma ne raztopi vsega naokoli v reaktorju ?
--

MrStein ::

Z magnetnim poljem, ki držo plazmo stran od vsega naokoli v reaktorju.
Motiti se je človeško.
Motiti se pogosto je neumno.
Vztrajati pri zmoti je... oh, pozdravljen!

M.B. ::

In z tem da je sama plasma zelo redka stvar. Podobno kot če režeš železno cev in se iskri. Iskre so res zelo vroče ampak redko bodo povzročile požar, ker nimajo neke velike gostote in mase.
Everyone started out as a newbie.
Sadly only a handful ever progress past that point.

tony1 ::

MrStein je izjavil:

Z magnetnim poljem, ki držo plazmo stran od vsega naokoli v reaktorju.


Idejo so si seveda spodili iz Simpsonov, kjer nori znanstvenik na Candy Conevtioner's free sample fairu razloži:
"You see I have created a lemon ball so sour it can only be stored in a magnetic field..."

In Homer takoj sune bombon in ga da v usta. Gofljo mu skup potegne ko zmaju :-D

fujtajksel ::

Kolikor zastopim so trenutno ugotovili da je magnetno polje tako kot je bilo po načrtih. Deluje pa da zares še niti ne, do tazaresnih plazem še niso prišli ker zadeva še ni čisto dokončana.

Glugy ::

Ja deluje v smislu stabilnosti ne deluje pa v smislu proizvodnje elektrike..Vprašanje kako dobit več energije ven kot jo vložit za vzdrževanje procesov. To mene mal bolj zanima kot stabilnost ampak vseen...super da so vsaj stabilnost očitno pogruntal tako kot se za gre.

Lion29 ::



moj novi FAV kanal
Frontend UI/UX developer

fujtajksel ::

Glugy je izjavil:

Ja deluje v smislu stabilnosti ne deluje pa v smislu proizvodnje elektrike..Vprašanje kako dobit več energije ven kot jo vložit za vzdrževanje procesov. To mene mal bolj zanima kot stabilnost ampak vseen...super da so vsaj stabilnost očitno pogruntal tako kot se za gre.


Kolikor razumem, tale res ni bil predviden da bi kadarkoli delal elektriko.
Ampak, kar iz tega članka ni jasno, da zaenkrat tudi še nekih resnejših načrtovanih plazem niso delali, ker še ni čisto dokončan.
Stabilnost plazme pri visokih energijah je eden od problemov (potrebnih pogojev) ki jih je potrebno rešit da bi iz tega kdaj prišla ven kakšna elektrika.

Matthai ::

Tako je. Ker če stabilnosti ni, potem tudi elektrike ne bo.
All those moments will be lost in time, like tears in rain...
Time to die.

Spajky ::

Meni vsi ti megalomanski (finančno) projekti ne vem zakaj delujejo kot pralnica viškov denarja ...
"Bluzim na forumu, torej sem !" (še živ ) ...

Invictus ::

Zato, ker ti ne dobiš nič od tega :D. Drugače bi bil tiho...
"Life is hard; it's even harder when you're stupid."

http://goo.gl/2YuS2x

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: Invictus ()

bluefish ::

Na dolgi rok dobi. Vključno s tem, da je lahko zapisal in na forumu objavil svoj stavek.

Invictus ::

Meni se zdi, da ga moti tisto (finančno)...
"Life is hard; it's even harder when you're stupid."

http://goo.gl/2YuS2x

gruntfürmich ::

izredno pomembna stvar!

edino tehnično zahtevno bo morda to, kako bodo ločili hladne supermagnete od vroče površine, s katero bodo verjetno segrevali kakšen medij za pridobivanje električne energije.
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

Zgodovina sprememb…

fujtajksel ::

gruntfürmich je izjavil:

izredno pomembna stvar!

edino tehnično zahtevno bo morda to, kako bodo ločili hladne supermagnete od vroče površine, s katero bodo verjetno segrevali kakšen medij za pridobivanje električne energije.


Ta del mislim da ni več problem, če bi bil ITERja ne bi šli gradit.
Je pa menda še vedno odprt problem kako pri zadevi energetsko zanimivih razsežnosti spravit tisti toplotni tok ven iz reaktorja.

neboben ::

Toplotni tok ven iz generatorja...
hmm. Meni pa ta ideja, niti ni všeč, če si s tem mislil na tak potek, segreta vodna para na turbino in iz generatorja dobimo električni tok. A pri ITER je to tako zamišljeno in Wendelstin 7-X ?
Zakaj mi ni všeč, ker plazma so nabiti delci in skozi plazmo teče električni oz. ionski tok. Se pravi tok, elektrika, je že tu. Meni so te ideje, da bi nevtroni spet greli neki vodo odveč.

Neki na jutube sem že izbrskal pred leti, ko so poskušali/raziskovali, da bi direkt odvzemali nabite delce in ne prek toplotnega toka oz. segrevanja vode do elektrike. No naj še kateri/a kej napiše, me zanima kakšno je vaše mnenje o bolj učinkovitem prenosu energije. LP

Zgodovina sprememb…

  • spremenil: neboben ()

fujtajksel ::

neboben je izjavil:

... segreta vodna para na turbino in iz generatorja dobimo električni tok. A pri ITER je to tako zamišljeno in Wendelstin 7-X ?


Ne pri teh dveh je kolkr vem zaenkrat mišljeno da toplotni tok pelješ na hladilnik in to je to. To sta eksperimentalni napravi za študirat plazmo in kako jo naredit dovolj stabilno in kako rešit še par drugih problemov (npr odvajanje toplote, pridobivanje tricija), še ne prototipa elektrarn. Težko startaš direkt na elektrarno, če je še toliko zadev odprtih.

Barbarpapa2 ::

Pozdrav

Z neposrednim pridobivanjem elektrike je bilo verjetno mišljeno tole:

Magnetohydrodynamic generator @ Wikipedia

Bi pa kljub temu ne bilo smiselno ne iskoristiti enormnega toplotnega toka, ki je na voljo. Tako, da bi bila verjetno najbolša (kar se izkoristka tiče) kombinirnana elektrarna z elektrohidrodinamičnim generatorjem in pa klasičnim delom (rankinov cikel)....

LP

Jože

Markoff ::

Zdaj pa vemo, zakaj bodo Nemci uporabili višek elektrike iz vetrnic in sončnih elektrarn - za to črno luknjo! :))
Novorek idiokracije:
posebaj, skropucalo, inžinir, intiligenca/intelegenca, apsolutno, anEks.

gruntfürmich ::

neboben je izjavil:

Toplotni tok ven iz generatorja...
hmm. Meni pa ta ideja, niti ni všeč, če si s tem mislil na tak potek, segreta vodna para na turbino in iz generatorja dobimo električni tok. A pri ITER je to tako zamišljeno in Wendelstin 7-X ?
Zakaj mi ni všeč, ker plazma so nabiti delci in skozi plazmo teče električni oz. ionski tok. Se pravi tok, elektrika, je že tu. Meni so te ideje, da bi nevtroni spet greli neki vodo odveč.

Neki na jutube sem že izbrskal pred leti, ko so poskušali/raziskovali, da bi direkt odvzemali nabite delce in ne prek toplotnega toka oz. segrevanja vode do elektrike. No naj še kateri/a kej napiše, me zanima kakšno je vaše mnenje o bolj učinkovitem prenosu energije. LP


to je absolutno res. ampak dokler ne bo tak reaktor za 1 cent za MWh iz tega ne bo nič, ker sumim da je direktna elektrika iz plazme sramotno nizko učinkovit proces... toplota v elektriko pa tudi krepko čez 40%
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

nodrim ::

pardon za morebiti neumestno vprašanje (ali raje rečeno, sem prelen za Googlanje trenutno) ...

če prav razumem, vsakršno pridobivanje električne energije (z razliko od solarnih celic) vsebuje vrtenje nekakšne turbine, ki v tuljavi generira električni tok itd. itd.?

torej, pri vseh teh elektrarnah, naj bo na premog, nafto, jedrske elektrarne ali fuzijske, se gre za segrevanje vode v paro, ki nato poganja turbino itd. itd. itd.? ne vem zakaj, ampak to se mi vedno zdi nekako zaostalo, ampak najbrž ni :) torej pri vseh teh "novih" tehnologijah se gre za različne načine pridobivanja toplote za segrevanje vode v paro in tako naprej?

solarne celice imajo svoj proces in baterije imajo svojega ... so to torej edini trije procesi za pridobivanje električne energije trenutno? ali še kaj ne vem?

WarpedGone ::

Si blizu.

Čisto vsa obstoječa električna energija z izključno izjemo sončnih celic in navadnih alkalnih baterij, je pridobljena po principu pretvorbe mehanske energije v električno i.e. vrtenje generatorja. Kakšne hidroelektrarne, valovanje, plimovanje ipd generator poganjajo z 'zaviranjem' pretoka vode, veterne elektrarne ga poganjajo z zaviranjem vetra. Pol maš še kakšne druge eksotične zadeve kjer se zavira kakšen padec kamna al pa zaviranje vrtečega se vztrajnika.

Druga klasa so toplotni stroji, kjer generator poganja tipično superpregreta para na visokih pritiskih. Cela razlika raznih topolotnih elektrarn je, kako se to paro segreje. Al se kuri premog, al se kuri plin, al se "kuri jedrsko gorivo". Nekatere izvedbe fuzijskih elektraren bi lahko poleg odjema toplote omogočale tudi "direkten zajem" spreminjajočega se električnega polja, ampak to je vse na papirju in mogoče tu in tam v kakem poskusu. V praksi še ni.
Obstaja tut ekostična varianta, kjer se za pretvorbo toplote v električno energijo uporablja termo člen - RTG v raznih vesolskih sondah.
Obstaja tudi "nuklearna baterija", kjer se "direkt" zajema razna sevanja, ki lahko po 'netoplotnih' principih generirajo napetost. Zopet več al manj samo v teoriji in eksperimentih.

Klasične sončne celice hkrati direkt poganjajo električni tok, lahko tudi 'pridelujejo toplo'.
Obstajajo solarno-toplotne elektrarne ki s sončno energijo producirajo paro in z njo poganjajo generatorje.
Zbogom in hvala za vse ribe

Spajky ::

nodrim je izjavil:

.. sem prelen za Googlanje trenutno) ... ali še kaj ne vem?
ker mogoče se nisi slišal/videl/bral evo ti še nekaj preden pobegnem ;) https://solidstateelectricgenerator.wor...
"Bluzim na forumu, torej sem !" (še živ ) ...

gruntfürmich ::

nodrim je izjavil:

če prav razumem, vsakršno pridobivanje električne energije (z razliko od solarnih celic) vsebuje vrtenje nekakšne turbine, ki v tuljavi generira električni tok itd. itd.?

vse se na koncu vrti okoli izkoristka, ki pogojuje uporabo izdelka.
"Namreč, da gre ta družba počasi v norost in da je vse, kar mi gledamo,
visoko organizirana bebavost, do podrobnosti izdelana idiotija."
Psiholog HUBERT POŽARNIK, v Oni, o smiselnosti moderne družbe...

WarpedGone ::

Ja, izkoristka ki se meri v kWh na plačan $$$ ob neki minimalni zahtevani moči.
Zbogom in hvala za vse ribe

Zgodovina sprememb…

BlaY0 ::

Hmm, vse OK in prav, samo Greifswald je na skrajnem severovzhodu Nemčije...


Vredno ogleda ...

TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
TemaSporočilaOglediZadnje sporočilo
»

Prvi izsledki sonde Parker odpirajo novo poglavje v raziskovanju Sonca

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
52130 (765) Dr_M
»

Nemški fuzijski reaktor Wendelstein 7-X deluje

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
287914 (4071) BlaY0
»

Kje neki je Voyager 1? (strani: 1 2 3 4 5 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
22043952 (34369) jest10
»

Pričetek gradnje tokamaka za ITER (strani: 1 2 )

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
739290 (7452) guest #44
»

FUZIJA - energija prihodnosti

Oddelek: Novice / Znanost in tehnologija
499015 (4051) dave78

Več podobnih tem