Stáhnout prezentaci
Prezentace se nahrává, počkejte prosím
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, CO2, 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 10-14 metru
Musí překonat odpudivé síly Vysoká teplota Zápalná teplota pro deuterium - tritiovou fúzi je Kelvinů
6
Plazma Jak vypadá velmi horká hmota 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
7
Plazma
8
Plazma Výskyt ve Vesmíru 99% hmoty Vesmíru Na Zemi vzácné Oheň Blesky
Polární záře Slunce
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 1031 m3 Doba udržení s Magnetické udržení Hustota 1020 m3 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 Lineární zrcadlo
V silnějším magnetickém poli se dopředný pohyb částice zpomaluje Částice se odrazí Nelze udržet všechny částice
22
Magnetické udržení Torus
Uzavřeme siločáry do kruhu a částice neuniknou!
23
Magnetické udržení Torus
Uzavřeme siločáry do kruhu a částice neuniknou! Toroidální drift Poloidal Toroidal
24
Magnetické udržení Střižné pole
Zkroutíme magnetické siločáry jako ručník
25
Magnetické udržení Jak vyrobit střižné pole
Tokamak – kombinace cívek toroidálního pole a magnetického pole proudu tekoucího plazmatem Stelarátor – pouze speciálně tvarované cívky
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
Plazma v tokamaku
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 Tritium 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 Co plazma vlastně dělá?
Základní: proud plazmatem, napětí, magnetické pole … Pasivní: kamery, bolometrie … Aktivní: sondy, interferometrie …
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 Další krok ve výzkumu fúze
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
49
ITER
50
DEMO První fúzní elektrárna 2040 Japonsko
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 Te = 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? Podnadpis čili dílčí téma Bla bla Bal bla bla
Bla bla blaaaa bla bla
57
Tokamak
Podobné prezentace
© 2024 SlidePlayer.cz Inc.
All rights reserved.