UK d'Fusioun Energie Produktioun Approche huet Form mat der Ukënnegung vun STEP (Sphäresch Tokamak fir Energie Production) Programm an 2019. Seng éischt Phas (2019-2024) ass mat der Verëffentlechung vun engem Konzept Design fir déi integréiert Fusioun Prototyp Kraaftwierk op en Enn komm. Et wäert op der Benotzung vum Magnéitfeld baséieren fir Plasma mat Tokamak Maschinn ze begrenzen, awer de STEP vum UK wäert e kugelfërmegen Tokamak benotzen anstatt traditionell Donut-geformt Tokamak bei ITER benotzt. E sphäresche Tokamak gëtt ugeholl datt et verschidde Virdeeler huet. D'Planz gëtt zu Nottinghamshire gebaut a gëtt erwaart an de fréien 2040er operationell ze sinn.
D'Bedierfnes fir eng zouverlässeg Quell vu propper Energie fir déi wuessend Energiefuerderung vun der wuessender Bevëlkerung an der Weltwirtschaft z'erreechen, déi séier hëllefe fir Erausfuerderunge gerecht ze ginn (stellt duerch ustrengend fossil Brennstoffer, Kuelestoffemissiounen a Klimawandel, Ëmweltrisiken verbonne mat Nuklear Spaltungsreaktoren, an aarmséileg) Skalierbarkeet vun erneierbaren Quellen) ass nach ni sou intensiv gefillt wéi an der heiteger Zäit.
An der Natur dréit d'Nuklearfusioun d'Stären un, dorënner eis Sonn, déi am Kär vun de Stäre stattfannen, wou Fusiounsbedéngungen (z.B. extrem héich Temperaturen am Beräich vun Honnerte vu Millioune Grad Celsius an Drock) herrschen. D'Kapazitéit fir kontrolléiert Fusiounsbedéngungen op der Äerd ze kreéieren ass de Schlëssel fir onlimitéiert propper Energie. Dëst beinhalt d'Bau vun engem Fusiounsëmfeld mat enger ganz héijer Temperatur fir Héichenergiekollisiounen ze provozéieren, déi genuch Plasma Dicht huet fir d'Wahrscheinlechkeet vu Kollisiounen ze erhéijen an dat Plasma fir eng genuch Dauer agespaart ka fir Fusioun z'erméiglechen. Natierlech ass d'Infrastruktur an d'Technologie fir iwwerhëtzt Plasma ze begrenzen an ze kontrolléieren ass d'Schlësselfuerderung fir kommerziell Ausbeutung vu Fusiounsenergie. Verschidde Approche ginn op der ganzer Welt exploréiert an applizéiert fir Plasma Begrenzung Richtung kommerziell Realisatioun vun Fusiounsenergie.
Inertial Confinement Fusion (ICF)
An der Inertialfusiouns Approche ginn Fusiounsbedéngungen erstallt andeems se eng kleng Quantitéit Fusiounsbrennstoff séier kompriméieren an erhëtzen. D'National Ignition Facility (NIF) am Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) benotzt Laser-Undriff Implosionstechnik fir Kapselen gefëllt mat Deuterium-Tritium Brennstoff mat héijer Energie Laserstrahlen ze implodéieren. NIF erreecht Fusioun ignition éischt am Dezember 2022. Duerno, Fusioun ignition war op dräi Geleeënheeten an 2023 bewisen déi Beweis-vun-Konzept confirméiert datt kontrolléiert haten Nuklear Fusioun exploitéiert ginn Energie brauch ze treffen.
Magnéitesch Begrenzung vu Plasma Approche
D'Benotzung vu Magnete fir Plasma fir Fusioun ze limitéieren an ze kontrolléieren gëtt op ville Plazen probéiert. IITER, déi ambitiéisst Fusiounsenergie Zesummenaarbecht vun 35 Natiounen baséiert zu St. Fusioun ignition stattfannen. E féierende Plasma Befaaschtungskonzept fir Fusiounskraaftwierker, Tokamaks kënnen d'Fusiounsreaktioun sou laang halen wéi et Plasmastabilitéit ass. Den Tokamak vum ITER wäert de gréisste vun der Welt sinn.
UK's STEP (Sphäresch Tokamak fir Energieproduktioun) Fusiounsprogramm:
Wéi ITER ass de STEP Fusiounsprogramm vu Vereenegt Kinnekräich baséiert op magnetescher Begrenzung vu Plasma mat Tokamak. Wéi och ëmmer, den Tokamak vum STEP-Programm gëtt kugelfërmeg geformt (amplaz ITER's Donut geformt). E kugelfërmeg Tokamak ass kompakt, kosteneffektiv a ka méi einfach ze skaléieren.
SCHRËTT Programm gouf annoncéiert 2019. Seng éischt Phas (2019-2024) huet mat der Verëffentlechung vun engem Konzept Design fir déi integréiert Fusioun Prototyp Kraaftwierk op en Enn kommen.
Eng thematesch Ausgab vu Philosopheschen Transaktiounen A vun der Royal Society, mam Titel "Fusiounsenergie liwweren - De sphäresche Tokamak fir Energieproduktioun (STEP)15 August 26, déi aus 2024 peer-reviewed Pabeieren besteet, déi den technesche Fortschrëtt vum Programm detailléiert fir den éischte Prototypanlag vun der UK ze designen an ze bauen fir Stroum aus Fusioun ze produzéieren. D'Pabeieren erfaassen e komplette Snapshot vum Design a Konturtechnologien erfuerderlech an hir Integratioun an eng Prototyp Planz bis fréi 2040er.
De STEP Programm zielt de Wee fir d'kommerziell Viabilitéit vun der Fusioun ze béien andeems d'Nettoenergie, d'Brennstoff Selbstversuergung an e viable Wee fir d'Planzenhaltung demonstréiert. Et brauch eng holistesch Approche fir eng voll operationell Prototypanlag ze liwweren, déi och d'Entféierung als Deel vum Design betruecht.
***
Referenzen:
- UK Regierung. Pressematdeelung - UK féiert d'Welt am Fusiouns Kraaftwierk Design. Verëffentlecht 03 September 2024. Disponibel um https://www.gov.uk/government/news/uk-leading-the-world-in-fusion-powerplant-design
- "Fusiounsenergie liwweren - De sphäresche Tokamak fir Energieproduktioun (STEP). Déi thematesch Royal Society Editioun vu Philosopheschen Transaktiounen A,. All 15 peer-reviewed Artikelen an der Thema Ausgab publizéiert de 26. August 2024. Verfügbar um https://royalsocietypublishing.org/toc/rsta/2024/382/2280
- UK Fuerscher verroden Abléck vun Designs fir Roman Fusioun Kraaftwierk. Wëssenschaft. 4 September 2024. DOI: https://doi.org/10.1126/science.zvexp8a
***
Verbonnen Artikelen
- Brown Zwarfs (BDs): James Webb Teleskop identifizéiert de klengsten Objet, deen op eng Stär-ähnlech Manéier geformt gouf (5 Januar 2024)
- 'Fusion Ignition' huet véierte Kéier am Lawrence Laboratory demonstréiert (20. Dezember 2023)
- Fusioun Ignition gëtt eng Realitéit; Energie Breakeven erreecht am Lawrence Laboratory (15. Dezember 2022)
***
