- Biển số
- OF-626585
- Ngày cấp bằng
- 24/3/19
- Số km
- 8,426
- Động cơ
- 310,264 Mã lực
Các vol trước đã nói nhiều đến dự án nhiệt hạch hạt nhân quốc tế ITER với lò Tokamak và vai trò trọng yếu của Nga trong đó. Còn đây là lò Tokamak của riêng Nga.
Lần đầu tiên trên thế giới, plasma nhiệt hạch được thử nghiệm trong một tokamak thế hệ mới
Tokamak Globus-M2 với các nguồn sưởi bổ sung được kết nối. Nhìn từ trên cao
Lần đầu tiên trên thế giới, các nhà khoa học Nga đã nghiên cứu cách năng lượng của plasma nhiệt hạch được giữ lại trong một tokamak hình cầu thế hệ mới. Hóa ra Globus-M2 tokamak sử dụng hiệu quả từ trường và vượt trội hơn nhiều lần so với các thiết bị của thế hệ trước. Thông số này xác định hiệu suất sản xuất năng lượng và hiệu suất kinh tế của lò phản ứng nhiệt hạch. Việc lắp đặt như vậy sẽ giúp giảm chi phí của một lò phản ứng nhiệt hạch tokamak (chẳng hạn như ITER, hiện đang được xây dựng ở Pháp) và có nhiều khả năng giới thiệu các công nghệ nhiệt hạch có kiểm soát vào ngành điện, mang đến cho nhân loại một nguồn thay thế khác. năng lượng. Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi một khoản tài trợ từ Chương trình Tổng thống của Quỹ Khoa học Nga (RSF) và được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Nuclear Fusion.
Fusion triple product increase in ten times in the compact spherical tokamak Globus-M2 due the doubling of the toroidal magnetic field
“Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng trong Globus-M2 tokamak, độ ổn định của plasma cao hơn, áp suất và hiệu quả sử dụng từ trường tăng lên. Điều này làm tăng năng suất kinh tế của lò phản ứng. Các nghiên cứu về plasma trên Globus-M2 được thực hiện ở nhiệt độ trên 10 triệu độ, và trong những điều kiện này, mật độ plasma kỷ lục cho các tokama hình cầu nhỏ gọn đã thu được. So với việc lắp đặt thế hệ trước, Globus-M tokamak, nhiệt độ plasma đã tăng gấp bốn lần và hiệu quả giam giữ tăng gấp ba lần. Kết quả là, cái gọi là sản phẩm ba tăng gấp 10 lần - tiêu chí chính cho hiệu suất của lò phản ứng nhiệt hạch. Đồng thời, kết quả của việc cài đặt đến các thông số tối đa vẫn chưa được thực hiện trong những năm tới ", Gleb Kurskiyev, giám đốc dự án nhận tài trợ từ Quỹ Khoa học Nga, cho biết.Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học, Nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Nhiệt độ cao của A.F. Ioffe (FTI) RAS (Laboratory of High-Temperature Plasma Physics of the A.F. Ioffe (FTI) RAS).
Phản ứng tổng hợp nhiệt hạch được coi là cách hứa hẹn nhất và an toàn nhất để tạo ra năng lượng. Các nguyên tử của hạt nhân nhẹ va chạm nhau tạo thành hạt nhân của các nguyên tử nặng. Nghiên cứu được thực hiện trong hơn 40 năm qua đã chỉ ra rằng cách hứa hẹn nhất để điều khiển phản ứng nhiệt hạch là sử dụng các thiết bị loại tokamak (TOroidal CAMERA with a Magnetic Coil - cuộn dây từ), được phát minh ở Liên Xô vào những năm 60. Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER) đang được xây dựng tại Pháp để nghiên cứu các phản ứng nhiệt hạch và phát triển các nguyên tắc cơ bản của việc điều khiển lò phản ứng. Nó sẽ giúp chứng minh tính khả thi về mặt thương mại của lò phản ứng.
Tokamak Globus-M2
Tokama là một buồng hình xuyến giống như bánh rán với các cuộn dây từ tính. Một chất khí được đặt bên trong một cấu trúc như vậy, ví dụ, các đồng vị của hydro tritium và đơteri, và sau đó được nung nóng đến hàng triệu độ C. Trong trường hợp này, một chất khí được hình thành từ các hạt mang điện (ion và electron) - plasma. Các ion bị nung nóng va chạm với nhau, do đó năng lượng được giải phóng vượt quá tài nguyên dành cho việc sưởi ấm. Phần thặng dư này sau đó có thể được sử dụng trong công nghiệp và năng lượng. Tuy nhiên, do nhiệt độ rất cao, plasma không thể được giữ bởi các bức tường của tokamak; do đó, một từ trường đặc biệt được tạo ra trong việc lắp đặt, ngăn cách plasma khỏi các bức tường và giúp nó có thể điều khiển phản ứng nhiệt hạch.
Mục tiêu chính của các nhà khoa học là tạo ra một loại plasma có giá trị đủ cao của sản phẩm phản ứng tổng hợp ba: mật độ và nhiệt độ của plasma, cũng như thời gian lưu giữ năng lượng, cho biết nhiệt năng được giữ lại trong plasma tốt như thế nào. Nói một cách đơn giản, đây là những tiêu chí đánh giá hiệu quả của phản ứng nhiệt hạch. Ví dụ, việc "đánh lửa" plasma deuterium-tritium đòi hỏi giá trị sản phẩm gấp ba rất cao, điều này sẽ dẫn đến một lượng năng lượng đủ để khởi động một nhà máy điện riêng biệt. Nhưng lượng năng lượng tạo ra phụ thuộc vào mức độ ổn định của plasma trong lò phản ứng. Trong các loại tokama thông thường, hiệu quả sử dụng từ trường khá thấp do từ trường không ổn định, dẫn đến chi phí cao của hệ thống điện từ.Trong tình huống này, cần phải tìm cách để tăng độ ổn định của huyết tương.
Bề mặt bên trong của buồng chân không tokamak phủ than chì
Các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Vật lý (Physicotechnical Institute) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga (St.Petersburg), cùng các đồng nghiệp từ D.V. Efremova, NRC "Viện Kurchatov" (Kurchatov Institute), Viện Vật lý Hạt nhân GI Budker (GI Budker Institute of Nuclear Physics) SB RAS, Đại học Bang St. Petersburg (St. Petersburg State University), Đại học Bách khoa Bang St. Petersburg (St. Petersburg State Polytechnic University), MEPhI và các tổ chức khác lần đầu tiên trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu về quả cầu Globus-M2 tokamak. Hệ thống lắp đặt này thuộc thế hệ mới của tokama hình cầu, cùng với các dự án nước ngoài NSTX-U (Mỹ) và MAST-U (Anh), dự kiến sẽ ra mắt trong những năm tới. Tokama hình cầu và thông thường khác nhau ở chỗ cái sau được nén mạnh dọc theo trục đối xứng, do đó khoang bên trong của cơ cấu có hình dạng của một quả bóng. Các nhà khoa học đã gợi ý rằng tokamak mới sẽ cải thiện việc hạn chế năng lượng plasma.
Các phát triển thay thế, bao gồm tokama hình cầu nhỏ gọn kiểu Globus-M2, sẽ giúp giảm chi phí của lò phản ứng tokamak nhiệt hạch và nhanh chóng đưa công nghệ phản ứng tổng hợp nhiệt hạch có điều khiển vào ngành điện. Một trong những lĩnh vực đầy hứa hẹn là việc tạo ra các hệ thống lai bao gồm một tokamak hình cầu để sản xuất nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân từ Uranium-238 và Thorium-232, và một lò phản ứng hạt nhân hoạt động bằng nhiên liệu nhân tạo này.
scientificrussia.ru
Lần đầu tiên trên thế giới, plasma nhiệt hạch được thử nghiệm trong một tokamak thế hệ mới
Tokamak Globus-M2 với các nguồn sưởi bổ sung được kết nối. Nhìn từ trên cao
Lần đầu tiên trên thế giới, các nhà khoa học Nga đã nghiên cứu cách năng lượng của plasma nhiệt hạch được giữ lại trong một tokamak hình cầu thế hệ mới. Hóa ra Globus-M2 tokamak sử dụng hiệu quả từ trường và vượt trội hơn nhiều lần so với các thiết bị của thế hệ trước. Thông số này xác định hiệu suất sản xuất năng lượng và hiệu suất kinh tế của lò phản ứng nhiệt hạch. Việc lắp đặt như vậy sẽ giúp giảm chi phí của một lò phản ứng nhiệt hạch tokamak (chẳng hạn như ITER, hiện đang được xây dựng ở Pháp) và có nhiều khả năng giới thiệu các công nghệ nhiệt hạch có kiểm soát vào ngành điện, mang đến cho nhân loại một nguồn thay thế khác. năng lượng. Nghiên cứu này được hỗ trợ bởi một khoản tài trợ từ Chương trình Tổng thống của Quỹ Khoa học Nga (RSF) và được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Nuclear Fusion.
Fusion triple product increase in ten times in the compact spherical tokamak Globus-M2 due the doubling of the toroidal magnetic field
“Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng trong Globus-M2 tokamak, độ ổn định của plasma cao hơn, áp suất và hiệu quả sử dụng từ trường tăng lên. Điều này làm tăng năng suất kinh tế của lò phản ứng. Các nghiên cứu về plasma trên Globus-M2 được thực hiện ở nhiệt độ trên 10 triệu độ, và trong những điều kiện này, mật độ plasma kỷ lục cho các tokama hình cầu nhỏ gọn đã thu được. So với việc lắp đặt thế hệ trước, Globus-M tokamak, nhiệt độ plasma đã tăng gấp bốn lần và hiệu quả giam giữ tăng gấp ba lần. Kết quả là, cái gọi là sản phẩm ba tăng gấp 10 lần - tiêu chí chính cho hiệu suất của lò phản ứng nhiệt hạch. Đồng thời, kết quả của việc cài đặt đến các thông số tối đa vẫn chưa được thực hiện trong những năm tới ", Gleb Kurskiyev, giám đốc dự án nhận tài trợ từ Quỹ Khoa học Nga, cho biết.Ứng viên Khoa học Vật lý và Toán học, Nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Nhiệt độ cao của A.F. Ioffe (FTI) RAS (Laboratory of High-Temperature Plasma Physics of the A.F. Ioffe (FTI) RAS).
Phản ứng tổng hợp nhiệt hạch được coi là cách hứa hẹn nhất và an toàn nhất để tạo ra năng lượng. Các nguyên tử của hạt nhân nhẹ va chạm nhau tạo thành hạt nhân của các nguyên tử nặng. Nghiên cứu được thực hiện trong hơn 40 năm qua đã chỉ ra rằng cách hứa hẹn nhất để điều khiển phản ứng nhiệt hạch là sử dụng các thiết bị loại tokamak (TOroidal CAMERA with a Magnetic Coil - cuộn dây từ), được phát minh ở Liên Xô vào những năm 60. Lò phản ứng thí nghiệm nhiệt hạch quốc tế (ITER) đang được xây dựng tại Pháp để nghiên cứu các phản ứng nhiệt hạch và phát triển các nguyên tắc cơ bản của việc điều khiển lò phản ứng. Nó sẽ giúp chứng minh tính khả thi về mặt thương mại của lò phản ứng.
Tokamak Globus-M2
Tokama là một buồng hình xuyến giống như bánh rán với các cuộn dây từ tính. Một chất khí được đặt bên trong một cấu trúc như vậy, ví dụ, các đồng vị của hydro tritium và đơteri, và sau đó được nung nóng đến hàng triệu độ C. Trong trường hợp này, một chất khí được hình thành từ các hạt mang điện (ion và electron) - plasma. Các ion bị nung nóng va chạm với nhau, do đó năng lượng được giải phóng vượt quá tài nguyên dành cho việc sưởi ấm. Phần thặng dư này sau đó có thể được sử dụng trong công nghiệp và năng lượng. Tuy nhiên, do nhiệt độ rất cao, plasma không thể được giữ bởi các bức tường của tokamak; do đó, một từ trường đặc biệt được tạo ra trong việc lắp đặt, ngăn cách plasma khỏi các bức tường và giúp nó có thể điều khiển phản ứng nhiệt hạch.
Mục tiêu chính của các nhà khoa học là tạo ra một loại plasma có giá trị đủ cao của sản phẩm phản ứng tổng hợp ba: mật độ và nhiệt độ của plasma, cũng như thời gian lưu giữ năng lượng, cho biết nhiệt năng được giữ lại trong plasma tốt như thế nào. Nói một cách đơn giản, đây là những tiêu chí đánh giá hiệu quả của phản ứng nhiệt hạch. Ví dụ, việc "đánh lửa" plasma deuterium-tritium đòi hỏi giá trị sản phẩm gấp ba rất cao, điều này sẽ dẫn đến một lượng năng lượng đủ để khởi động một nhà máy điện riêng biệt. Nhưng lượng năng lượng tạo ra phụ thuộc vào mức độ ổn định của plasma trong lò phản ứng. Trong các loại tokama thông thường, hiệu quả sử dụng từ trường khá thấp do từ trường không ổn định, dẫn đến chi phí cao của hệ thống điện từ.Trong tình huống này, cần phải tìm cách để tăng độ ổn định của huyết tương.
Bề mặt bên trong của buồng chân không tokamak phủ than chì
Các nhà khoa học từ Viện Công nghệ Vật lý (Physicotechnical Institute) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga (St.Petersburg), cùng các đồng nghiệp từ D.V. Efremova, NRC "Viện Kurchatov" (Kurchatov Institute), Viện Vật lý Hạt nhân GI Budker (GI Budker Institute of Nuclear Physics) SB RAS, Đại học Bang St. Petersburg (St. Petersburg State University), Đại học Bách khoa Bang St. Petersburg (St. Petersburg State Polytechnic University), MEPhI và các tổ chức khác lần đầu tiên trên thế giới đã tiến hành nghiên cứu về quả cầu Globus-M2 tokamak. Hệ thống lắp đặt này thuộc thế hệ mới của tokama hình cầu, cùng với các dự án nước ngoài NSTX-U (Mỹ) và MAST-U (Anh), dự kiến sẽ ra mắt trong những năm tới. Tokama hình cầu và thông thường khác nhau ở chỗ cái sau được nén mạnh dọc theo trục đối xứng, do đó khoang bên trong của cơ cấu có hình dạng của một quả bóng. Các nhà khoa học đã gợi ý rằng tokamak mới sẽ cải thiện việc hạn chế năng lượng plasma.
Các phát triển thay thế, bao gồm tokama hình cầu nhỏ gọn kiểu Globus-M2, sẽ giúp giảm chi phí của lò phản ứng tokamak nhiệt hạch và nhanh chóng đưa công nghệ phản ứng tổng hợp nhiệt hạch có điều khiển vào ngành điện. Một trong những lĩnh vực đầy hứa hẹn là việc tạo ra các hệ thống lai bao gồm một tokamak hình cầu để sản xuất nhiên liệu cho các lò phản ứng hạt nhân từ Uranium-238 và Thorium-232, và một lò phản ứng hạt nhân hoạt động bằng nhiên liệu nhân tạo này.
Впервые в мире термоядерную плазму протестировали в токамаке нового поколения
Российские ученые изучили, как удерживается энергия термоядерной плазмы в сферическом токамаке нового поколения
scientificrussia.ru
)
