Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Nowe źródło energii taniej, bezpiecznej i przyjaznej środowisku naturalnemu Fuzja jądrowa – energia przyszłości Andrzej Gałkowski Asocjacja Euratom-IFPiLM.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Nowe źródło energii taniej, bezpiecznej i przyjaznej środowisku naturalnemu Fuzja jądrowa – energia przyszłości Andrzej Gałkowski Asocjacja Euratom-IFPiLM."— Zapis prezentacji:

1 Nowe źródło energii taniej, bezpiecznej i przyjaznej środowisku naturalnemu Fuzja jądrowa – energia przyszłości Andrzej Gałkowski Asocjacja Euratom-IFPiLM Projekt ITER – możliwości dla biznesu Wrocław, 9 czerwca 2009

2 Chiny 2006: GW, 90% z węgla! To tyle co cała moc we Francji (107 GW)

3

4

5 Dlaczego słońce świeci? Hans Bethe : nagroda Nobla za prace poświęcone mechanizmom uwalniania energii w gwiazdach

6 Ziemia PlutonJowisz Słońce

7

8

9 Fuzja na Ziemi Deuter – z wody morskiej (0.02% wodoru w wodzie to wodór ciężki, czyli deuter) Tryt – z litu (lekkiego metalu występującego w skorupie ziemskiej i w wodzie morskiej) Energia uwolniona – 26 MWh/g (dla 5000 gospodarstw domowych przez 1 dzień) Dla jednego człowieka na całe życie – bateria z telefonu komórkowego (lit) + wanna wody (deuter)

10 Energia jądrowa 1g D+T traci 4 miligramy materii. Ubytek masy zamienia się w energię Albert Einstein (1879 – 1955)

11

12 Plazma: gaz zjonizowany Irving Langmuir 1881 – : wprowadził pojęcie plazmy do języka fizyki Empedokles, V w p.n.e. ziemia, woda, powietrze, ogień

13

14

15 Alchemia średniowieczna lapis philosophorum (kamień filozoficzny) zamienia metale w kamienie szlachetne alkahest (uniwersalny rozpuszczalnik) w jakiej butelce trzymać alkahest?

16 Fizyka XX wieku fuzja jądrowa zamienia wodę w gaz szlachetny – hel plazma rozpuszcza wszystko ten sam problem – jak utrzymać plazmę?

17 Utrzymanie plazmy

18 Warunek zapłonu Duża gęstość, długi czasSłońce lub Duża gęstość, krótki czasLaser, bomba H lub Mała gęstość, długi czasTokamak, stellarator Temperatura mln stopni i Temperatura T Gęstość n Czas utrzymania τ

19 Kryterium Lawsona John D. Lawson (FRS) 1923 –2008

20 Początki fuzji Matterhorn, Alpy walijskieLyman Spitzer,

21 Początki fuzji Projekt Matterhorn, 1951 Lyman Spitzer,

22 Stellaratory Stellarator A Spitzera

23 Stellarator A 1954 Lyman Spitzer 1993

24 Stellaratory Stellarator Wendelstein 7-X Greifswald, Niemcy

25

26 Układy toroidalne Tokamak – silne pole toroidalne (kilka tesli) Stellarator – nie ma prądu elektrycznego

27 Tokamak Toroidalna komora + cewki magnetyczne = tokamak (Toroidalnaja KAmiera, MAgnitnyje Katuszki)

28 Krótka historia tokamaków 1950 – Ławrentiew, Sacharow,Tamm: koncepcja tokamaka

29 Krótka historia tokamaków 1968 – Nowosybirsk: świat dowiaduje się o tokamakach (Arcymowicz, Robinson) Lew Arcymowicz ( ) T3

30 Krótka historia tokamaków 1973 – decyzja o budowie JETa 1983 – JET zaczyna działać pod auspicjami EURATOMu … (ciąg dalszy nastąpi)

31 Centrum badań w Culham, Anglia

32

33

34

35 Jak nagrzać plazmę do 150 mln stopni? (i jak zmierzyć temperaturę?)

36

37 Fuzja jądrowa w JET 1991 FTE1 (First Tritium Experiment) Po raz pierwszy na świecie kontrolowana fuzja w mieszaninie deuteru i trytu (ok. 2MW przez jedną sekundę) Zastosowano słabe paliwo, 90% deuteru i 10% trytu 1997 DTE1 (Deuterium-Tritium Experiment) Mieszanka 50:50 deuteru i trytu Trzy rekordowe wyniki: – Moc fuzji 16MW – Energia uwolniona 22MJ – Stosunek energii fuzji do energii włożonej = TTE (Tritium Trace Experiment) Śladowy dodatek trytu (< 1-2%)

38 Fuzja jądrowa w JET 1997 DTE1 (Deuterium-Tritium Experiment) Mieszanka 50:50 deuteru i trytu Trzy rekordowe wyniki: – Moc fuzji 16MW – Energia uwolniona 22MJ – Stosunek energii fuzji do energii włożonej = 0.65

39 16 MW, JET, listopad 1997

40

41 Potrzebny jest wzrost o czynnik 6. To wymaga większego urządzenia.

42 ITER (krótka historia) … (ciąg dalszy historii) 1986 – ITER: inicjatywa Gorbaczowa i Reagana

43 ITER (krótka historia)

44 1988 – rusza projekt ITER 2001 – gotowy projekt inżynierski ITERa 2005 – ITER w Cadarache 2006 – Porozumienie ITER (Paryż, 21 listopada)

45 Paryż, Pałac Elizejski 21 listopada 2006 Ceremonia podpisania porozumienia ITER (Rosja, Japonia, Chiny, UE, Chirac, Korea, Indie, USA, Potocnik)

46 JET/ITER (krótka historia) 2008 – rusza budowa ITERa

47

48

49 JT60-SA IFERC IFMIF-EVEDA ITERB.A.

50 ITER – założenia ITER powinien generować 0.5 –1.5GW mocy z fuzji w impulsach o długości 1000 sek. Do tego potrzebne są cewki nadprzewodnikowe. Cały system pola magnetycznego umieszczony będzie w kriostacie zapewniającym temperaturę ciekłego helu. ITER będzie miał testowy płaszcz.

51 Problemy, które ITER rozwiąże Plazma gorejąca (scenariusze zaawansowane) Niestabilności generowane nadtermicznymi cząstkami α Usuwanie popiołu helowego Nagrzewanie plazmy (systemy NBI i RFH) Magnesy nadprzewodnikowe Technologie trytu Stan stacjonarny Podtrzymywanie prądu w plazmie (LHCD)

52 Problemy, których ITER nie rozwiąże Charakteryzacja materiałów Wytrzymałość materiałów Produkcja trytu (samowystarczalność) Przemysłowa produkcja elektryczności

53 Co dalej? 10 mld to nie tak dużo podatnik UE płaci 2,5 rocznie światowe roczne koszty produkcji elektrycznej to 2 tryliony Szybka ścieżka (David King) IFMIF (D+Li, n/s/m 2, 20 dpa/rok, 100 dpa) DEMO

54 Problemy, których ITER nie rozwiąże Charakteryzacja materiałów (IFMIF) Wytrzymałość materiałów (IFMIF/DEMO) Produkcja trytu (DEMO) Przemysłowa produkcja elektryczności (DEMO)

55 JET ITER 8 Samopodgrzewanie DEMO Prototyp elektrowni JT60-SA + Kroki na drodze do elektrowni plazmowej

56

57 Elektrownia węglowa i elektrownia syntezy (7 mld kWh w ciągu roku) Elektrownia spalająca węgiel 3 miliony ton węgla 11 milionów ton CO 2 co najmniej jedna ofiara śmiertelna Elektrownia syntezy 100 kg deuteru + 3 tony litu zero emisji CO 2 do atmosfery brak odpadów radioaktywnych

58

59 Projekt ITER – możliwości dla biznesu Wrocław, 9 czerwca 2009 Dziękuję za uwagę Andrzej Gałkowski


Pobierz ppt "Nowe źródło energii taniej, bezpiecznej i przyjaznej środowisku naturalnemu Fuzja jądrowa – energia przyszłości Andrzej Gałkowski Asocjacja Euratom-IFPiLM."

Podobne prezentacje


Reklamy Google