Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Termonukleární fúze Edita Bromová. Proč potřebujeme fúzi Energie Spotřeba elektřiny roste Zásoby fosilních paliv se zmenšují Zátěž životního prostředí.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Termonukleární fúze Edita Bromová. Proč potřebujeme fúzi Energie Spotřeba elektřiny roste Zásoby fosilních paliv se zmenšují Zátěž životního prostředí."— Transkript prezentace:

1 Termonukleární fúze Edita Bromová

2 Proč potřebujeme fúzi Energie Spotřeba elektřiny roste Zásoby fosilních paliv se zmenšují Zátěž životního prostředí –Těžba uhlí, ropy a zemního plynu –Emise, CO 2, jaderný odpad –Velké plochy fotovoltaiky a větrníků

3 Co je fúze Slučování jader atomů Nejznámější je slučování vodíku Mohou to být libovolná lehká jádra

4 Proč fúze uvolňuje energii

5 Podmínky pro fúzi Jádra se musí přiblížit na vzdálenost metru Musí překonat odpudivé síly Vysoká teplota –Zápalná teplota pro deuterium - tritiovou fúzi je Kelvinů

6 Plazma Plně ionizovaný plyn Směs elektronů a iontů Čtvrté skupenství hmoty –Nabité částice vytváří při pohybu magnetické pole, které ovlivňuje pohyb jiných nabitých částic –Velmi složité chování Jak vypadá velmi horká hmota

7 Plazma

8 99% hmoty Vesmíru Na Zemi vzácné –Oheň –Blesky –Polární záře –Slunce Výskyt ve Vesmíru

9 Plazma Oheň

10 Plazma Blesky

11 Plazma Polární záře

12 Plazma Slunce

13 Plazma pro fúzi Fúze musí vydat více energie, než kolik spotřebovalo vytvoření plazmatu Lawsonovo kriterium Inerciální udržení –Hustota m 3 –Doba udržení s Magnetické udržení –Hustota m 3 –Doba udržení 1 s

14 Inerciální udržení Malá vodíková bomba Lasery stlačí deuteriovou kuličku Kulička imploduje V centru se zažehne fúze 1mg paliva = 75 kg TNT

15 Inerciální udržení Palivo

16 Inerciální udržení Laser

17 Inerciální udržení Komprese paliva

18 Inerciální udržení Reakční komora

19 Inerciální udržení Akce!

20 Magnetické udržení Nabité částice sledují siločáry magnetického pole Magnetická nádoba

21 Magnetické udržení V silnějším magnetickém poli se dopředný pohyb částice zpomaluje Částice se odrazí Nelze udržet všechny částice Lineární zrcadlo

22 Magnetické udržení Uzavřeme siločáry do kruhu a částice neuniknou! Torus

23 Magnetické udržení Uzavřeme siločáry do kruhu a částice neuniknou! Toroidální drift Torus Poloidal Toroidal

24 Magnetické udržení Zkroutíme magnetické siločáry jako ručník Střižné pole

25 Magnetické udržení Tokamak – kombinace cívek toroidálního pole a magnetického pole proudu tekoucího plazmatem Stelarátor – pouze speciálně tvarované cívky Jak vyrobit střižné pole

26 Stelarátor Speciálně tvarované cívky drží sloupec plazmatu

27 Stelarátor Cívky

28 Stelarátor Komora

29 Tokamak Toroidalnaja Kamera i Magnitnyje Katuški Proud se budí jako sekundární vinutí transformátoru (pulsní zařízení)

30 Tokamak

31 Komora tokamaku

32 Tvorba plazmatu Evakuujeme komoru Napustíme pracovní plyn (vodík) Přidáme trochu iontů Vybudíme proud v plazmatu Ionty se urychlují, sráží s částicemi a ionizují je Plyn klade odpor (jako každý vodič) a zahřívá se Jouleovým teplem

33 Plazma v tokamaku

34

35 Ohřev plazmatu Jouleovo teplo nestačí (se vzrůstající teplotou klesá odpor plazmatu) Mikrovlny Neutrální svazky

36 Tvar plazmatu Limiter Divertor

37 Udržení plazmatu Smyčková nestabilita Stabilizace Zpětná vazba Poloidální cívky

38 Kontinuální provoz Tokamak je pulzní Elektrárna musí dodávat stálý výkon Přepólování transformátoru Vlečení proudu Přezkový proud

39 Doplňování paliva Vstřelování zmraženého vodíku

40 Deuterium a tritium Deuterium –Obsaženo ve vodě (1:6000) –1 l vody = 300 l benzínu Tritium –Radioaktivní (poločas rozpadu 12,3 let) –Z lithia neutronovým záchytem přímo v reaktoru –Plodivá obálka z lithia

41 Fúzní elektrárna Proč už ji dávno nestavíme?

42 Pár drobností k vyřešení Diagnostika Supravodivé cívky Materiál první stěny Nestability plazmatu Řízení plazmatu

43 Diagnostika Základní: proud plazmatem, napětí, magnetické pole … Pasivní: kamery, bolometrie … Aktivní: sondy, interferometrie … Co plazma vlastně dělá?

44 Supravodivé cívky Supravodivost nastává při -269°C Cívky musí být co nejblíže plazmatu Nejteplejší a nejchladnější místo na Zemi jen kousek od sebe Materiály, chlazení, konstrukce cívek

45 První stěna Vnitřek komory tokamaku Vysoká tepelná zátěž Nepohlcuje tritium Odolává neutronovým tokům IFMIF – irradiation facility

46 Nestability plazmatu Turbulence – ochlazování plazmatu ELMs – riziko poškození komory, nutnost omezit energii v jednom výtrysku

47 Řízení plazmatu Zpětná vazba v reálném čase

48 ITER International Thermonuclear Experimental Reactor Rozpočet 12,8 miliard EUR Stavba zahájena 2010 První plazma 2019 Fúze uvolní více energie, než bude třeba na zapálení reakce Další krok ve výzkumu fúze

49 ITER

50 DEMO 2040 Japonsko První fúzní elektrárna

51 Co můžete pro fúzi udělat vy Staň se vědcem a odborníkem! Fyzika a technika termojaderné fúze (FTTF) - studium fúze na fjfi ČVUT Teorie, experiment, technika Uplatnění na výzkumných pracovištích v ČR i zahraničí

52 Golem Nejstarší funkční tokamak na světě Jediný dálkově ovládaný R = 40 cm a = 10 cm I = 8 kA t = 15 ms T e = 80 eV

53 Golem

54 Děkuji za pozornost Pojďte se podívat na tokamak…

55 Fúze – k čemu to je? Bla bla Bal bla bla Bla bla blaaaa bla bla

56 Fúze – k čemu to je? Bla bla Bal bla bla Bla bla blaaaa bla bla Podnadpis čili dílčí téma

57 Tokamak


Stáhnout ppt "Termonukleární fúze Edita Bromová. Proč potřebujeme fúzi Energie Spotřeba elektřiny roste Zásoby fosilních paliv se zmenšují Zátěž životního prostředí."

Podobné prezentace


Reklamy Google