- II deo -UVOD U MAGNETNU NUKLEARNU FUZIJU

Miloš Vlainić

0 MCF - princip

● Lorencova sila

1/23

0 MCF - princip

● Lorencova sila

● Najčešće geometrije

1/23

1. ProšlostZAŠTO BAŠ OVUDA?

1 Darvinska selekcija

2/23

1 Darvinska selekcija

Scylla

2/23

1 Šta se izdvojilo?

● Stelarator – L. Spitzer na Prinstonu (SAD), 1950.

● Tokamak (тороидальная камера с магнитными катушками) – N.A. Yavlinskij na Intitutu Kurčatov (SSSR), 1951.

3/23

1 Šta se izdvojilo?

● Lorencova sila● Najčešće geometrije● Tokamak i stelarator

4/23

1 Šta se izdvojilo?

Joint European Torus (JET) Wendelstain 7-X (W7X)

4/23

1 Šta se izdvojilo?

Joint European Torus (JET) Wendelstain 7-X (W7X)

4/23

1 Šta još?

● Stelarator i tokamak● RFP – G.F. Thomsonu Kalemu (UK) kraj 40-ih

5/23

1 Šta još?

● Stelarator i tokamak● RFP – princip

5/23

1 Zašto je tokamak NAJ?

● 1968. sovjetski tokamak T-3 objavio uspeh od 10 000 000 K – Britanci potvrdili

6/23

1 Najbolji od najboljih

● JET (Joint European Torus)– '68. rezultat T-3 tokamaka

– '73. početak dizajna JET-a

– '77. odluka o izgradnji JET-a

– '83. JET završen

– '97. JET proizveo 16 MW

7/23

1 Da li fuzija stagnira?

● Često čujemo da je “fuzija uvek 20-30 godina od nas”, ali . . .

● DT– JET

– TFTR

8/23

1 Da li fuzija stagnira?

● Često čujemo da je “fuzija uvek 20-30 godina od nas”, ali . . .

● DT– JET

– TFTR

8/23

2. SadašnjostŠTA IMAMO SADA?

2 Ko su glavni igrači?

9/23

2 Superprovodni tokamaci u Aziji

● EAST (Kina)● K-STAR (J. Koreja)● SST-1 (Indija)

10/23

2 Nadogradnje u EU

● WEST (Francuska)● MAST (UK)● TCV (Švajcarska)

11/23

2 Ostale novosti

● EU– Organizovana

edukacija fuziji

– Priključuje se industrija

– W7X

● Svet:– Australija i Iran uz

ITER

– SAD – promenljivapolitika (opet!)

– Nadogradnja NSTX-U (SAD)

12/23

2 Veličina je bitna!

● Gledano istorijski,...

13/23

2 Veličina je bitna!

● Gledano istorijski,a i sada

13/23

3. BudućnostKUDA?

3 Opšta ideja

14/23

3 Misije EU - 2050

● Režimi plazme● “Izduvni” sistemi● Matarijali otporni na

neutrone● Samo-održavanje

tricijumom

● Sigurnost elektrane● Dizajn i razvoj

DEMO-a● Cena struje● Stelarator

15/23

3 Malo o ITER-u

● Gorbačov predlaže 1985. Miteranu i Reganu ideju● 1987. ugovor – SSSR, SAD, EU, Japan● 1992. eksperti se sastaju● 1998. konačan dizajn

– SAD se povlači

● 2001. “skromniji” dizajn● 2003. Kina i J. Koreja,

SAD se vraća● 2005. Indija, odluka

o lokaciji2007. konačan ugovor

16/23

3 Šta se očekuje od ITER-a?

● Više energije iz plazme, nego u plazmu (Q~10)● Testiranje tehnologija za DEMO● Alfa-čestice● Licenciranje

17/23

3 Šta se planira uz ITER?

● EU

DTT (Divertor Test Tokamak)18/23

3 Šta se planira uz ITER?

● EU sa Japanom

IFMIF (International Fusion Material Irradiation Facility)

JT60-SA

18/23

3 Šta se planira uz ITER?

● EU sa Japanom, SAD

18/23

3 Šta se planira uz ITER?

● EU sa Japanom, SAD, Rusija

FNS (Fusion Neutron Sources)18/23

3 Šta se planira uz ITER?

● EU sa Japanom, SAD, Rusija, Kina

CFETR (China Fusion EgineeringTest Reactor)

18/23

3 Šta se planira uz ITER?

● EU sa Japanom, SAD, Rusija, Kina, J. Koreja

K-DEMO

18/23

3 Šta se planira uz ITER?

● EU sa Japanom, SAD, Rusija, Kina, J. Koreja, Indija

18/23

3 Šta se očekuje od DEMO-a?

● Proizvodnja električne energije● Sve potrebne tehnologije “na nivou zadatka” i da se

definišu za elektranu● Samo-snabdevanje tricijuma da zatvori sopstveni ciklus● Materijali da izdrže uslove sa minimalnom aktivacijom

(nuklearnim otpadom)● DEMO nije više eksperiment

(kao ITER), stoga uključitiindustriju od samog starta

19/23

3 Šta se očekuje od DEMO-a?

NAMA TREBA OVO, . . .

A NE OVO!

20/23

4. Da li je ovaj put (ITER-DEMO)pravi put?

4 Popularna literatura

● Hladna fuzija

21/23

4 Popularna literatura

● Hladna fuzija● Fuzija pre 2020-2030

preko privatnog sektora

GeneralFusion

LockheedMartin

TrialphaEnergy

21/23

4 Popularna literatura

● Hladna fuzija● Fuzija pre 2020-2030 preko privatnog sektora

– Lockheed Martin, Trialpha Energy, General Fusion, Tokamak Energy, Helion Energy, Apollo Fusion

● Studenti prave fuziju - fuzor

21/23

4 Popularna literatura

● Hladna fuzija● Fuzija pre 2020-2030 preko privatnog sektora

– Lockheed Martin, Trialpha Energy, General Fusion, Tokamak Energy, Helion Energy, Apollo Fusion

● Studenti prave fuziju - fuzor● Kritike na ITER – prevelik, preskup, skeptici i

naučnici lažu ljude (New Energy Times “otkrio ozbiljna neslaganja u ITER-ovim činjenicama”)!

21/23

4 Da li je ITER preskup?

● Cela izgradnja (15 godina) ~ 20 milijardi EUR

● Budžet CERN-a (2012) ~ 1.2 milijarde CHF● “Mars curiosity rover” (8 godina) ~ 2.5 milijarde USD

● Budžet EU (2011) ~ 142 milijarde EUR● EU subvencije za poljoprivredu ~ 44 milijarde EUR● Administrativni EU budžet ~ 9 milijardi EUR

● Belgija (2010): 95 TWh struje -> ~2 ct/kWh za 10 god● Srbija ~ 30 TWh, BiH ~ 13 TWh

● Nemačka subvencionisala (2011) obnovljive izvore ~ 16 milijardi EUR

22/23

4 Da li je ITER preskup?

22/23

4 Da li je ITER prevelik?

● Već je rečeno da je “veličina bitna” - zbog zadržavanja

● Apsorpcija neutrona → zid od 1m!● Veća elektrana – veća efikasnost● T-pogon se ne može smanjiti...

23/23

4 Da li je ITER prevelik?

● Obe zgrade visine ~60m

ITEREPR (European Pressurized Reactor

- Evolutionary Power Reactor),III gen. PWR tehnologije

23/23

Moj Zaključak

● Termonuklearna fuzija radi– 1958. dokazao “pinč” Scylla

– '90-ih TFTR i JET proizveli megavate

● ITER je pod konstrukcijom– Možemo li dobiti više energije - ITER?

– Možemo li proizvesti struju - DEMO?

– Može li se isplatiti - PROTO?

- Naš Zaključak -

● Fuzija je jedina šansa čovečanstva za čistim i bezbednim energetskim izvorom na koji se oslanja kompletna energetska mreža

● Put je dugačak - treba biti optimističan,ali ne i naivan