- 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