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DOE und MIT arbeiten an einem Kernfusionsreaktor

Dieser neuartige Reaktor könnte die Kernfusion kommerziell rentabel machen.

Die Princeton Plasma Physics Laboratory PPPL des US-Energieministeriums arbeitet mit der Privatindustrie zusammen, um ein innovatives Projekt zu entwickeln Kernfusion kommerziell rentabel. Das Gerät mit der Bezeichnung "SPARC" wird durch einen Spin-off-Start entwickelt. Commonwealth-Fusionssysteme , vom MIT.

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Der "SPARC" der Inspiration

Das Projekt hofft, das Problem von Austreten von "Alpha-Partikeln" die durch Kernfusionsreaktionen aus Reaktoren erzeugt werden, wie sie von der " SPARC "Projekt. Das Projekt ist ein teils öffentliches, teils privat finanziertes Projekt, das DOE-Zuschüsse verwendet, um ihre Bemühungen zur Entwicklung von Hochleistungsplasmen mit Fusionsqualität unter Verwendung von a zu unterstützen. Tokamak-Reaktor .

Konzeption des Reaktors "SPARC". Quelle : Steve Jurvetson / Flickr

Solche Reaktoren können jedoch unter Fehlausrichtungen von supraleitenden Magneten leiden, die zum Einschließen von Fusionsplasma verwendet werden. Dies führt zum Austreten lebenswichtiger "Alpha-Partikel", die die Produktion von Fusionsenergie verlangsamen oder sogar stoppen und das Innere von beschädigen könnender Reaktor - gelinde gesagt nicht ideal.

Der Schlüssel zur Minderung dieses Problems besteht darin, speziell entwickelte supraleitende Magnete zu verwenden und den Reaktor kompakter zu machen, so dass das Team hinter dem " SPARC "Projekt glaubt. Durch die Reduzierung der Größe des Reaktors und die Verwendung besserer Magnete sollte der Reaktor in der Lage sein, bei höheren Feldern und Spannungen als vorhandene Reaktoren zu arbeiten.

Dies sollte auch die Planung und den Bau kleinerer und kostengünstigerer Fusionsanlagen ermöglichen. Dies setzt jedoch voraus, dass bei der Fusion schnelle Alpha-Partikel entstehen. Reaktionen kann lange genug enthalten sein, um das Plasma heiß zu halten.

"Unsere Forschung zeigt, dass sie sein können", PPPL-Physiker Gerrit Kramer sagte. Kramer ist ein wichtiger Teilnehmer an dem Projekt über das Programm des DOE-Innovationsnetzwerks für Fusionsenergie INFUSE.

"Wir haben festgestellt, dass die Alpha-Partikel im SPARC-Design tatsächlich gut eingeschlossen sind", erklärte Kramer, Mitautor eines Papiers in der Zeitschrift für Plasmaphysik das die Ergebnisse meldet.

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Kramer kam zu diesem Schluss dank eines ganz besonderen Computercodes namens SPIRAL. Dieser wurde von der PPPL entwickelt, um den Partikeleinschluss mit dem Reaktor zu überprüfen.

JET-Tokamak-Reaktor. Quelle : Aglet / Flickr

"Der Code, der das Wellenmuster oder die Wellen in einem Magnetfeld simuliert, das das Entweichen schneller Partikel ermöglichen könnte, zeigte einen guten Einschluss und keine Beschädigung der SPARC-Wände", erklärte Kramer.

"Der SPIRAL-Code stimmte gut mit dem ASCOT-Code aus Finnland überein. Obwohl die beiden Codes völlig unterschiedlich sind, waren die Ergebnisse ähnlich", sagte Kramer.

"SPARC" sieht in der Tat sehr vielversprechend aus

Die Ergebnisse freuten den Hauptautor der Studie Steven Scott a Berater von Commonwealth Fusion Systems und ehemaliger langjähriger Physiker bei PPPL, "Es ist erfreulich, die rechnerische Validierung unseres Verständnisses von Welligkeits-induzierten Verlusten zu sehen", sagte er. "

"Seit ich das Thema Anfang der 1980er Jahre für meine Doktorarbeit experimentell untersucht habe", fügte er hinzu.

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Kernfusion ist eine der " Heilige Grale "der Energieerzeugung, die, sobald sie genutzt wird, das Potenzial hat, massive Energiemengen aus einer kleinen Menge Kraftstoff bereitzustellen. Aus diesem Grund Wissenschaftler auf der ganzen Welt arbeiten unermüdlich daran, dass die Menschheit unsere eigene, nahezu unbegrenzte Kraftquelle erschaffen kann.

Stillgelegter Tokamak-Reaktor im Canadian Science Museum in Ottawa. Quelle : Doug Zwick / Flickr

Projekte wie "SPARC" bringen uns dieser scheinbar unmöglichen Aufgabe einen Schritt näher.

Sie können das Originalpapier im lesen Zeitschrift für Plasmaphysik .

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