تبلیغات

برنامه انرژی فیوژن بریتانیا: طرح مفهومی برای نیروگاه اولیه STEP رونمایی شد 

رویکرد تولید انرژی فیوژن بریتانیا با اعلام برنامه STEP (توکامک کروی برای تولید انرژی) در سال 2019 شکل گرفت. فاز اول آن (2019-2024) با انتشار طرح مفهومی برای نیروگاه نمونه اولیه فیوژن یکپارچه به پایان رسید. این مبتنی بر استفاده از میدان مغناطیسی برای محدود کردن پلاسما با استفاده از دستگاه توکامک خواهد بود، اما STEP بریتانیا از یک توکامک کروی به جای استفاده از توکامک سنتی دونات شکل در ITER استفاده خواهد کرد. تصور می شود که یک توکامک کروی دارای چندین مزیت است. این کارخانه در ناتینگهام شایر ساخته خواهد شد و انتظار می رود در اوایل دهه 2040 به بهره برداری برسد.  

نیاز به منبع قابل اعتماد انرژی پاک برای پاسخگویی به تقاضای رو به رشد انرژی جمعیت رو به رشد و اقتصاد جهان که می تواند به سرعت به چالش ها (سوخت های فسیلی پایان پذیر، انتشار کربن و تغییرات آب و هوایی، خطرات زیست محیطی مرتبط با راکتورهای شکافت هسته ای و ضعیف کمک کند. مقیاس پذیری منابع تجدیدپذیر) هرگز به این شدت نسبت به زمان حاضر احساس نشده است.  

در طبیعت، همجوشی هسته ای ستارگانی از جمله خورشید ما را که در هسته ستارگان که شرایط همجوشی (یعنی دمای بسیار بالا در محدوده صدها میلیون درجه سانتیگراد و فشار) حاکم است، انجام می شود. توانایی ایجاد شرایط همجوشی کنترل شده روی زمین کلید انرژی پاک نامحدود است. این شامل ساخت یک محیط همجوشی با دمای بسیار بالا برای تحریک برخوردهای پرانرژی است، که چگالی پلاسما کافی برای افزایش احتمال برخورد دارد و می تواند پلاسما را برای مدت زمان کافی برای فعال کردن همجوشی محدود کند. بدیهی است که زیرساخت ها و فناوری برای محدود کردن و کنترل پلاسمای فوق گرم، نیاز کلیدی برای بهره برداری تجاری از انرژی همجوشی است. رویکردهای متفاوتی در سرتاسر جهان برای محصور کردن پلاسما به سمت تحقق تجاری انرژی همجوشی در حال بررسی و اعمال است.   

همجوشی محصور اینرسی (ICF) 

در روش همجوشی اینرسی، شرایط همجوشی با فشرده سازی و گرم کردن سریع مقدار کمی از سوخت همجوشی ایجاد می شود. تاسیسات احتراق ملی (NIF) در آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمور (LLNL) از تکنیک انفجار لیزری برای منفجر کردن کپسول‌های پر از سوخت دوتریوم-تریتیوم با استفاده از پرتوهای لیزر پرانرژی استفاده می‌کند. NIF برای اولین بار در دسامبر 2022 به احتراق همجوشی دست یافت. متعاقباً، احتراق همجوشی در سه نوبت در سال 2023 نشان داده شد که اثبات این مفهوم را تأیید کرد که می توان از همجوشی هسته ای کنترل شده برای رفع نیازهای انرژی بهره برداری کرد.  

محصور شدن مغناطیسی رویکرد پلاسما  

استفاده از آهنربا برای محدود کردن و کنترل پلاسما برای همجوشی در بسیاری از مکان‌ها آزمایش می‌شود. IITER، جاه طلبانه ترین همکاری انرژی همجوشی از 35 کشور مستقر در سنت پل لز-دورانس در جنوب فرانسه، از یک حلقه حلقه ای (یا دستگاه مغناطیسی دونات) به نام توکامک استفاده می کند که برای محدود کردن سوخت همجوشی برای دوره های طولانی در دماهای کافی بالا طراحی شده است. اشتعال همجوشی انجام شود. توکاماکها یک مفهوم پیشرو در محصور شدن پلاسما برای نیروگاه های همجوشی، می توانند واکنش همجوشی را تا زمانی که پایداری پلاسما وجود دارد ادامه دهند. توکامک ITER بزرگترین در جهان خواهد بود.   

برنامه همجوشی STEP (توکامک کروی برای تولید انرژی) انگلستان: 

مانند ITER، برنامه همجوشی STEP انگلستان بر اساس محصور کردن مغناطیسی پلاسما با استفاده از توکامک است. با این حال، توکامک برنامه STEP کروی شکل خواهد بود (به جای دونات شکل ITER). یک توکامک کروی فشرده، مقرون به صرفه است و ممکن است مقیاس‌پذیری آن آسان‌تر باشد.  

برنامه STEP در سال 2019 اعلام شد. فاز اول آن (2019-2024) با انتشار طرح مفهومی برای نیروگاه نمونه اولیه فیوژن یکپارچه به پایان رسید.  

یک شماره موضوعی از معاملات فلسفی الف انجمن سلطنتی، با عنوان «ارائه انرژی همجوشی - توکامک کروی برای تولید انرژی (STEP)” شامل 15 مقاله بررسی شده در 26 آگوست 2024 منتشر شد که جزئیات پیشرفت فنی برنامه طراحی و ساخت اولین نمونه اولیه کارخانه بریتانیا برای تولید برق از همجوشی را نشان می دهد. این مقالات تصویری کامل از طراحی و طرح کلی فناوری های مورد نیاز و ادغام آنها در یک کارخانه نمونه اولیه تا اوایل دهه 2040 را به تصویر می کشد.  

هدف برنامه STEP این است که با نشان دادن انرژی خالص، خودکفایی سوخت و مسیری مناسب برای تعمیر و نگهداری کارخانه، راه را برای دوام تجاری همجوشی هموار کند. این یک رویکرد کل نگر برای ارائه یک کارخانه نمونه اولیه کاملاً عملیاتی است که همچنین از کار انداختن را به عنوان بخشی از طراحی در نظر می گیرد. 

*** 

منابع:  

  1. دولت انگلستان بیانیه مطبوعاتی - بریتانیا در طراحی نیروگاه فیوژن در جهان پیشتاز است. منتشر شده در 03 سپتامبر 2024. موجود در https://www.gov.uk/government/news/uk-leading-the-world-in-fusion-powerplant-design  
  1. ارائه انرژی همجوشی - توکامک کروی برای تولید انرژی (STEP). نسخه موضوعی انجمن سلطنتی معاملات فلسفی الف،. همه 15 مقاله بررسی شده در شماره موضوع منتشر شده در 26 اوت 2024. موجود در https://royalsocietypublishing.org/toc/rsta/2024/382/2280  
  1. محققان بریتانیایی طرح‌هایی را برای نیروگاه همجوشی جدید نشان می‌دهند. علم. 4 سپتامبر 2024. DOI:  https://doi.org/10.1126/science.zvexp8a 

*** 

مقالات مرتبط  

*** 

اومش پراساد
اومش پراساد
روزنامه نگار علمی | موسس ویراستار، مجله علمی اروپایی

مشترک شدن در خبرنامه ما

برای به روزرسانی با آخرین اخبار ، پیشنهادات و اطلاعیه های ویژه

رایج ترین مقالات

منشاء مولکولی حیات: اولین چیزی که تشکیل شد - پروتئین، DNA یا RNA یا ...

به چندین سوال در مورد منشاء حیات پاسخ داده شده است،...

بحران اوکراین: تهدید تشعشعات هسته ای  

آتش سوزی در نیروگاه هسته ای Zaporizhzhia (ZNPP) گزارش شده است...

ترکیبی از رژیم غذایی و درمانی برای درمان سرطان

رژیم کتوژنیک (کم کربوهیدرات، پروتئین محدود و ...
- تبلیغات -
92,781طرفدارانپسندیدن
47,293دنبالدنبال کردن
1,772دنبالدنبال کردن
30مشترکیناشتراک