Nový návrh amerického kompaktného fúzneho reaktora sľubuje energetickú revolúciu

Vedecké oddelenie amerického ministerstva energetiky predložilo nový návrh kompaktného fúzneho reaktora, ktorý môže pozitívne ovplyvniť komercializáciu energetických technológií budúcnosti. Kompaktný tokamak CAT predstavuje zmenšený návrh fúzneho zariadenia.

0
89

Vedecko-výskumné oddelenie amerického ministerstva energetiky, ktoré sa zameriava najmä na vývoj fúznych systémov, prišlo s návrhom nového kompaktného pokročilého tokamaku CAT s vyššou výkonnosťou a samo udržateľnou konfiguráciou, ktorá má energiu využívať efektívnejšie. To by umožnilo stavať podobné zariadenia v menšom meradle a so zníženými nákladmi.

Koncepcia nového tokamaku je bližšie popísaná v článku v časopise Nuclear Fusion. Návrh bol vyvinutý od úplného základu pomocou matematických simulácií. Fyzikálny prístup kombinuje teóriu vyvinutú spoločnosťou General Atomics, ktorá využíva výpočtové centrum v národných laboratóriách Oak Ridge (ORNL). Superpočítač Cori, ktorý sa tu nachádza, je využívaný na výskum, výpočet a testovanie energetických možností rôznych fúznych konceptov.

Vizualizácia tokamaku CAT
Vizualizácia tokamaku CAT. Zdroj: General Atomics

Stavili na fúziu

Vedúci projektu Richard Buttery priblížil, že kľúčom ich prístupu je zvýšenie vnútorného tlaku tokamaku. Vďaka tomu dochádza k zvýšeniu pravdepodobnosti zlučovania jadier, čo umožňuje zmenšiť doposiaľ zaužívané rozmery zariadení. Fúzna reakcia sa tak „udrží pri živote“ oveľa jednoduchšie.

Naše simulácie ukazujú, že starostlivým tvarovaním plazmy a pohybom jej prúdu k okraju reaktoru môžu byť potlačené turbulentné tepelné straty. Vďaka tomu sú vyvíjané vyššie tlaky pri nižších prúdoch pre dosiahnutie udržateľnej a stabilnej fúznej reakcie. Takéto zariadenia budú schopné generovať elektrinu neustále.

– Richard Buttery

Americký výbor pre fúznu energetiku FESAC a národná akadémia vied, inžinierstva a medicíny NASEM nedávno vydali správu, ktorá zdôrazňuje potrebu činností v oblasti fúznej energetiky v Spojených štátoch. Dokument z FESAC dokonca predostiera desaťročný strategický plán na urýchlenie vývoja fúznej energetiky a znalostí v tejto oblasti. Správa z NASEM zasa vyžaduje investície zo strany vlády aj súkromného sektoru, ktoré by umožnili výstavbu pilotnej elektrárne v časovom horizonte rokov 2035 až 2040.

Vzhľadom na to, že sa v Spojených štátoch formuje nová národná stratégia využívania fúznej energetiky, pomáha nový návrh reaktora identifikovať technológiu potrebnú pre vývoj tejto výzvy.

– spoločnosť GENERAL ATOMICS

Dôležitým medzníkom fúznej energetiky sa stal medzinárodný projekt ITER, na ktorom spolupracuje 35 štátov. Fúzny reaktor stavajú vo francúzskom výskumnom centre Cadarache. Cieľom je demonštrovať fúznu energiu v priemyslovom meradle. Projekt je momentálne dokončený na 70 % a jeho prvá prevádzka sa očakáva v roku 2035.

Aj Amerika má už svoj fúzny projekt, ktorý nesie názov DEMO. Spolupracuje na ňom americké ministerstvo energetiky, Prinstonské laboratórium plazmy v New Jersey a juhokórejský fúzny výskumný inštitút. DEMO by mal ako prvý fúzny reaktor dodávať energiu do rozvodnej siete, tento moment sa očakáva medzi rokmi 2037 a 2050.

Projekt JET je skratkou Joint European Torus. Ide zatiaľ o doposiaľ najväčší tokamak využívajúci zlučovanie deutéria a trícia. Jeho prevádzkovateľom je agentúra UKAEA, pričom k prvému spusteniu plazmy došlo už v roku 1983. JET bol kľúčový pre výstavbu reaktoru ITER.