O slideshow foi denunciado.
Utilizamos seu perfil e dados de atividades no LinkedIn para personalizar e exibir anúncios mais relevantes. Altere suas preferências de anúncios quando desejar.
 
 Процес на сливане на леки ядра, осъществен в резултат на високата
температура на средата, се нарича термоядрен синтез.
...
 Устройствата, в които термоядреният синтез протича бавно, като се
контролира и управлява, се наричат термоядрени реактор...
 За преспективна засега се приема затворената система от типа “Токамак”.
 Първият термоядрен реактор е изобретен през 19...
 При типичен експеримент с токамак първата операция е да се създаде
тороидално магнитно поле.
 За тази цел по съответнит...
 Най-големите в света токамаци са следните:
JET (Joint European Torus), Великобритания
DIII-D, САЩ
ASDEX Upgrade, Германи...
 Други инженерни конструкции, варианти на Токамак - например "стелатор"
използват само магнитни полета. Съществуват и раз...
Как ще изглежда ITER 2019г.
 В бъдещите токамаци и термоядрени реактори се
планира използване на друга реакция на управляем
термоядрен синтез - тази ...
 Друго предложение за осъществяване на управляем
термоядрен синтез е използването на мощни лазерни
импулси.
 Излъчваният...
 Запасите от термоядрено гориво на Земята са огромни и
неизчерпаеми. В земната хидросфера се съдържат ~25 000
милиарда то...
Термоядрени реактори
Термоядрени реактори
Термоядрени реактори
Термоядрени реактори
Термоядрени реактори
Термоядрени реактори
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Термоядрени реактори

Термоядрени реактори

  • Seja o primeiro a comentar

  • Seja a primeira pessoa a gostar disto

Термоядрени реактори

  1. 1.  
  2. 2.  Процес на сливане на леки ядра, осъществен в резултат на високата температура на средата, се нарича термоядрен синтез.  Термоядрени реакции протичат във вътрешността на Слънцето и другите звезди и са източник на излъчваната от тях енергия.  В зависимост от начина за достигане на високите температури термоядреният синтез бива неуправляем и управляем.  В ядрото на слънцето огромното гравитационно налягане позволява това да става при температури около 10 милиона градуса.  При много по-ниски налягания (10 милиарда пъти по-ниски отколкото в слънцето), които може да създадем на земята, се изискват температури над 100 милиона градуса, за да имаме интересната за нас скорост на генериране на термоядрена енергия.  Газ, нагрят до такива температури, се превръща в "плазма", в която електроните са напълно отделени от атомните ядра.
  3. 3.  Устройствата, в които термоядреният синтез протича бавно, като се контролира и управлява, се наричат термоядрени реактори.  За протичане на управляем термоядрен процес трябва да са изпълнени следните условия: 1. Създаване на високотемпературна плазма. 2. Задържане на плазмата далеч от стените на нейния контейнер, за да се осъществи синтез на леките ядра. 3. Поддържане на голяма плътност на плазмата частици/ сm3 , за да се увеличи броят на ядрата, участващи в синтеза.  Задържането на високотемпературна и висококонцентрирана плазма се оказва трудна задача тъй като тя е крайно нестабилна и се разлита за части от секундата.  Задържането и не може да се осъществи в нито един от известните материали, понеже те биха се изпарили, а самата плазма при допира с тях би понижила температурата си.  Затовя задържането и се постига чрез поставяне на плазмата в тороидален "кафез", направен от силни магнитни полета, които не позволяват на електрически заредените частици на плазмата да се изплъзват.
  4. 4.  За преспективна засега се приема затворената система от типа “Токамак”.  Първият термоядрен реактор е изобретен през 1950 година от Игор Там и Андрей Сакаров. Той е бил наречен тороидална магнитана камера Токамак (от руското "тороидальная камера в магнитных катушках").  Особеното при токамака са магнитното поле и начинът, по който то се получава. Магнитното поле се създава от намотки, които обхващат камерата като халки, нанизани на пръстен, както и от големи намотки, успоредни на равнината на тора.  Във всяка точка от вакуумната камера магнитното поле има две компоненти: едната тороидален, насочена по оста на самия тор, а другата, наречена полоидална, е разположена в равнина, перпендикулярна на първата.  Тороидалната компонента се създава от намотките. През плазмата в този пояс протича мощен ток (няколко милиона ампера), индуциран от големите намотки. Комбинацията от тороидално и полоидално полета формира спираловидни магнитни силови линии, които обвиват тора.
  5. 5.  При типичен експеримент с токамак първата операция е да се създаде тороидално магнитно поле.  За тази цел по съответните намотки протича ток. След това във вакуумния тороидален пояс инжектират определено количество деутерий (или смес от деутерий и тритий при най-новите експерименти).  После успоредно на тороидалното магнитно поле в плазмата се прилага електрично поле. То се създава чрез индукция от променливия ток, пуснат по успоредните на тора намотки.  Получава се електричен разряд, който превръща деутериевия газ в плазма – смес от положителни йони и електрони. Електричното поле ускорява електроните, което поражда тороидален ток през плазмата. Този "плазмен ток" индуцира полоидално магнитно поле и увеличава чрез ударите на електроните температурата на плазмата.  След като плазменият ток се стабилизира, се загрява допълнително. Тази последователност от операции трае само няколко секунди, освен ако намотките не са свръхпроводящи, в който случай протичащият през тях ток не ги загрява.
  6. 6.  Най-големите в света токамаци са следните: JET (Joint European Torus), Великобритания DIII-D, САЩ ASDEX Upgrade, Германия JT60-U, Япония Tore Supra, Франция Снимка отвън на JET.ASDEX Upgrade, Германия
  7. 7.  Други инженерни конструкции, варианти на Токамак - например "стелатор" използват само магнитни полета. Съществуват и разновидности на Токамак, наречени сферични Токамаци или сфематори, в които се използва основно магнитно поле във формата на сфера.  ITER е международен проект за проучване и разработка, който цели да демонстрира научната и техническата възможност да се постигне управляем термоядрен синтез.  В проекта участват Европейския съюз, Япония, Китай, Индия, Корея, Русия и САЩ. ITER ще бъде конструиран в Европа, в гр. Кадараш - Южна Франция.  От използванията в ITER Токамак се очаква да произвежда електрическа енергия с мощност между 100 и 500 MW. Като тази полезна енергия е разлика между произвежданата в самият ITER и подаваната електрическа енергия за работа на самият ITER и неговият Токамак.  Тоест термоядреният реактор ще произвежда повече електричество, отколкото консумира за работата си.
  8. 8. Как ще изглежда ITER 2019г.
  9. 9.  В бъдещите токамаци и термоядрени реактори се планира използване на друга реакция на управляем термоядрен синтез - тази на сливане на хелий-3 и деутерий.  Предимството и е изключително ниското равнище на неутронен поток ( стените на камерата не се разрушава), както и пълната липса на каквато и да е слаба радиоактивност.  Недостатъка на тази управляема термоядрена реакция е нуждата от десетократно по-висока температура за започване на реакцията - около един милиард градуса, което обаче в момента се счита за обикновен инженерен проблем.
  10. 10.  Друго предложение за осъществяване на управляем термоядрен синтез е използването на мощни лазерни импулси.  Излъчванията на няколко десетки импулсни лазери се фокусират върху капсули пълни със замръзнала смес на деутерий и тритий.  Част от капсулата се свива и йоните на деутерия и трития увеличават енергията си до стойности, достатъчни за протичане на термоядрен синтез.  Предвижда се отделената енергия да превишава около 100 пъти енергията, отделена от лазерите.  Ако стените на съда издържат взривната вълна, енергията й може да се използва.
  11. 11.  Запасите от термоядрено гориво на Земята са огромни и неизчерпаеми. В земната хидросфера се съдържат ~25 000 милиарда тона деутерий.  Термоядреното гориво има по-ниска цена от обикновеното и ядреното.  Не е необходимо масата на горивото да е равна на критичната, което изключва опасността от взривно протичане на реакцията.  При работа не се отделят радиоактивни отпадъци – от екологична гледна точка този начин за придобиване на енергия е за предпочитане.  Липсват парникови и отровни емисии.

×