Σε αντίθεση με την πυρηνική σχάση, η οποία περιλαμβάνει τη διάσπαση των ατόμων, η πυρηνική σύντηξη λειτουργεί με τη συνένωση ελαφρύτερων ατομικών πυρήνων για το σχηματισμό ενός βαρύτερου ατόμου
Η γερμανική Proxima Fusion, μια εταιρεία που εργάζεται για την ανάπτυξη της πυρηνικής σύντηξης, δημοσίευσε ένα σχέδιο για έναν διαφορετικού τύπου πυρηνικό αντιδραστήρα σε επιστημονικό περιοδικό αυτή την εβδομάδα.
Σύμφωνα με το Interesting Engineering, αν και πρόκειται για ένα άρθρο που περιλαμβάνει πολλές τεχνικές λεπτομέρειες, η εταιρεία θέλει να μοιραστεί τις πληροφορίες αυτές με την παγκόσμια κοινότητα της σύντηξης.
Στην προσπάθεια να αξιοποιήσουμε ενέργεια χωρίς εκπομπές, οι επιστήμονες εργάζονται για την ανάπτυξη της τεχνολογίας πυρηνικής σύντηξης.
Σε αντίθεση με την πυρηνική σχάση, η οποία περιλαμβάνει τη διάσπαση των ατόμων, η πυρηνική σύντηξη λειτουργεί με τη συνένωση ελαφρύτερων ατομικών πυρήνων για το σχηματισμό ενός βαρύτερου ατόμου.
Έτσι απελευθερώνονται μεγάλες ποσότητες ενέργειας χωρίς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ή ραδιενεργά απόβλητα που πρέπει να αντιμετωπιστούν.
Η τεχνολογία σύντηξης έχει δείξει ότι είναι πολλά υποσχόμενη, καθώς έχει αποφέρει σημαντικά ενεργειακά οφέλη σε περισσότερες από μία περιπτώσεις τα τελευταία χρόνια.
Ερευνητικά ινστιτούτα και νεοσύστατες επιχειρήσεις εργάζονται τώρα για την βελτίωση της τεχνολογίας της σύντηξης και την εμπορική ανάπτυξή της για την τροφοδοσία των δικτύων.
Μεγάλο μέρος της εργασίας στην ενέργεια σύντηξης έχει γίνει στον σχεδιασμό των αντιδραστήρων σύντηξης tokamak. Παρόλα αυτά, η προσέγγιση της Proxima είναι ελαφρώς διαφορετική από τις άλλες εταιρείες, γεγονός που δίνει ένα προβάδισμα στη Γερμανία έναντι των άλλων ανταγωνιστών της, όπως τις ΗΠΑ ή την Κίνα.
Tokamaks εναντίον Stellarators
Τα tokamaks και οι stellarators, χρησιμοποιούν εξαιρετικά ισχυρούς ηλεκτρομαγνήτες για να συγκρατήσουν το πλάσμα σύντηξης μέσα σε δοχεία σε σχήμα ντόνατ.
Ωστόσο, υπάρχει διαφορά στον τρόπο με τον οποίο το επιτυγχάνουν αυτό.
Ενώ τα πρώτα χρησιμοποιούν έναν συνδυασμό ηλεκτρομαγνητών και πλάσματος που προκαλείται από ρεύμα, τα δεύτερα λειτουργούν μόνο με μαγνήτες.
Αυτό απαιτεί ο σχεδιασμός του δοχείου και του μαγνήτη να είναι πολύ πιο πολύπλοκος, ενώ παράλληλα επιτρέπει την συνεχή και ασφαλή λειτουργία της αντίδρασης.
Έτσι, οι Stellarators προσφέρουν το πλεονέκτημα της συνεχούς λειτουργίας για μεγαλύτερη διάρκεια και της προστασίας των υλικών από την φθορά σε σχέση με τα tokamak, ενώ είναι επίσης απλούστεροι στη λειτουργία.
Πριν από περίπου μια δεκαετία, ερευνητές του ΜΙΤ έδειξαν πώς θα μπορούσε να κατασκευαστεί ένας αντιδραστήρας σύντηξης εμπορικής κλίμακας με τη χρήση ενός σχεδιασμού tokamak.
Αυτό που ακολούθησε ήταν μια σειρά από νεοσύστατες επιχειρήσεις που εργάζονταν με την προσέγγιση του tokamak για την επίτευξη πυρηνικής ενέργειας σύντηξης.
Η τεχνολογία της ενέργειας σύντηξης γνώρισε τώρα άλλη μια στιγμή-ορόσημο, με το σχέδιο ανοικτού κώδικα για ένα σχέδιο stellarator εμπορικής κλίμακας.
Σχεδιασμός stellarator με ανοικτή πηγή
Η Proxima Fusion, που ιδρύθηκε πριν από δύο χρόνια, είναι μια spin-off του Ινστιτούτου Φυσικής Πλάσματος Μαξ Πλανκ (IPP), το οποίο ανέπτυξε το πιο προηγμένο πρωτότυπο σχέδιο stellarator στον κόσμο, το Wendelstein 7-X.
Με την οικονομική υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Ένωσης, της γερμανικής κυβέρνησης και επιχειρηματικών κεφαλαίων, η Proxima έθεσε ως στόχο να σχεδιάσει έναν stellarator εμπορικής κλίμακας σε χρονικό ορίζοντα δύο ετών, αλλά το πέτυχε μέσα σε ένα χρόνο.
Με την ονομασία Stellaris, η εταιρεία αξιοποιεί ισχυρότερα μαγνητικά πεδία που καθίστανται δυνατά με τη χρήση της τεχνολογίας υπεραγώγιμων αγωγών υψηλής θερμοκρασίας (HTS) για την κατασκευή μικρότερων stellarators χωρίς συμβιβασμούς στην ενεργειακή απόδοση.
Η χρήση υλικών που είναι σήμερα διαθέσιμα στην αλυσίδα εφοδιασμού εξασφαλίζει ότι οι αντιδραστήρες μπορούν να κατασκευαστούν χωρίς να περιμένουμε να καταστεί οικονομικά εφικτή μια τεχνολογία, φέρνοντας έτσι την πραγματικότητα της ενέργειας σύντηξης πιο κοντά από ό,τι πριν.
www.worldenergynews.gr
Σύμφωνα με το Interesting Engineering, αν και πρόκειται για ένα άρθρο που περιλαμβάνει πολλές τεχνικές λεπτομέρειες, η εταιρεία θέλει να μοιραστεί τις πληροφορίες αυτές με την παγκόσμια κοινότητα της σύντηξης.
Στην προσπάθεια να αξιοποιήσουμε ενέργεια χωρίς εκπομπές, οι επιστήμονες εργάζονται για την ανάπτυξη της τεχνολογίας πυρηνικής σύντηξης.
Σε αντίθεση με την πυρηνική σχάση, η οποία περιλαμβάνει τη διάσπαση των ατόμων, η πυρηνική σύντηξη λειτουργεί με τη συνένωση ελαφρύτερων ατομικών πυρήνων για το σχηματισμό ενός βαρύτερου ατόμου.
Έτσι απελευθερώνονται μεγάλες ποσότητες ενέργειας χωρίς εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ή ραδιενεργά απόβλητα που πρέπει να αντιμετωπιστούν.
Η τεχνολογία σύντηξης έχει δείξει ότι είναι πολλά υποσχόμενη, καθώς έχει αποφέρει σημαντικά ενεργειακά οφέλη σε περισσότερες από μία περιπτώσεις τα τελευταία χρόνια.
Ερευνητικά ινστιτούτα και νεοσύστατες επιχειρήσεις εργάζονται τώρα για την βελτίωση της τεχνολογίας της σύντηξης και την εμπορική ανάπτυξή της για την τροφοδοσία των δικτύων.
Μεγάλο μέρος της εργασίας στην ενέργεια σύντηξης έχει γίνει στον σχεδιασμό των αντιδραστήρων σύντηξης tokamak. Παρόλα αυτά, η προσέγγιση της Proxima είναι ελαφρώς διαφορετική από τις άλλες εταιρείες, γεγονός που δίνει ένα προβάδισμα στη Γερμανία έναντι των άλλων ανταγωνιστών της, όπως τις ΗΠΑ ή την Κίνα.
Tokamaks εναντίον Stellarators
Τα tokamaks και οι stellarators, χρησιμοποιούν εξαιρετικά ισχυρούς ηλεκτρομαγνήτες για να συγκρατήσουν το πλάσμα σύντηξης μέσα σε δοχεία σε σχήμα ντόνατ.
Ωστόσο, υπάρχει διαφορά στον τρόπο με τον οποίο το επιτυγχάνουν αυτό.
Ενώ τα πρώτα χρησιμοποιούν έναν συνδυασμό ηλεκτρομαγνητών και πλάσματος που προκαλείται από ρεύμα, τα δεύτερα λειτουργούν μόνο με μαγνήτες.
Αυτό απαιτεί ο σχεδιασμός του δοχείου και του μαγνήτη να είναι πολύ πιο πολύπλοκος, ενώ παράλληλα επιτρέπει την συνεχή και ασφαλή λειτουργία της αντίδρασης.
Έτσι, οι Stellarators προσφέρουν το πλεονέκτημα της συνεχούς λειτουργίας για μεγαλύτερη διάρκεια και της προστασίας των υλικών από την φθορά σε σχέση με τα tokamak, ενώ είναι επίσης απλούστεροι στη λειτουργία.
Πριν από περίπου μια δεκαετία, ερευνητές του ΜΙΤ έδειξαν πώς θα μπορούσε να κατασκευαστεί ένας αντιδραστήρας σύντηξης εμπορικής κλίμακας με τη χρήση ενός σχεδιασμού tokamak.
Αυτό που ακολούθησε ήταν μια σειρά από νεοσύστατες επιχειρήσεις που εργάζονταν με την προσέγγιση του tokamak για την επίτευξη πυρηνικής ενέργειας σύντηξης.
Η τεχνολογία της ενέργειας σύντηξης γνώρισε τώρα άλλη μια στιγμή-ορόσημο, με το σχέδιο ανοικτού κώδικα για ένα σχέδιο stellarator εμπορικής κλίμακας.
Σχεδιασμός stellarator με ανοικτή πηγή
Η Proxima Fusion, που ιδρύθηκε πριν από δύο χρόνια, είναι μια spin-off του Ινστιτούτου Φυσικής Πλάσματος Μαξ Πλανκ (IPP), το οποίο ανέπτυξε το πιο προηγμένο πρωτότυπο σχέδιο stellarator στον κόσμο, το Wendelstein 7-X.
Με την οικονομική υποστήριξη της Ευρωπαϊκής Ένωσης, της γερμανικής κυβέρνησης και επιχειρηματικών κεφαλαίων, η Proxima έθεσε ως στόχο να σχεδιάσει έναν stellarator εμπορικής κλίμακας σε χρονικό ορίζοντα δύο ετών, αλλά το πέτυχε μέσα σε ένα χρόνο.
Με την ονομασία Stellaris, η εταιρεία αξιοποιεί ισχυρότερα μαγνητικά πεδία που καθίστανται δυνατά με τη χρήση της τεχνολογίας υπεραγώγιμων αγωγών υψηλής θερμοκρασίας (HTS) για την κατασκευή μικρότερων stellarators χωρίς συμβιβασμούς στην ενεργειακή απόδοση.
Η χρήση υλικών που είναι σήμερα διαθέσιμα στην αλυσίδα εφοδιασμού εξασφαλίζει ότι οι αντιδραστήρες μπορούν να κατασκευαστούν χωρίς να περιμένουμε να καταστεί οικονομικά εφικτή μια τεχνολογία, φέρνοντας έτσι την πραγματικότητα της ενέργειας σύντηξης πιο κοντά από ό,τι πριν.
www.worldenergynews.gr
