ТОЭ
Математика
Безопасность
Графика
АЭС
Контрольная
Расчеты
Дизайн

Токамак

Задачи
Черчение
Билеты
Аварии
Курсовая
Начертательная
Типовая


Перспективы термоядерной энергетики

Устройство термоядерной электростанции схематично показано на Рис. 12. В камере реактора находится дейтерий-тритиевая плазма, а окружает ее литиево-бериллиевый «бланкет», где происходит поглощение нейтронов и воспроизводится тритий. Вырабатываемое тепло отводится из бланкета через теплообменник в обычную паровую турбину. Обмотки сверхпроводящего магнита защищены радиационными и тепловыми экранами и охлаждаются жидким гелием. Однако не решены еще многие проблемы, связанные с устойчивостью плазмы и очисткой ее от примесей, радиационным повреждением внутренней стенки камеры, подводом топлива, отводом теплоты и продуктов реакции, управлением тепловой мощностью.

Следующее поколение токамаков должно решить технические проблемы, связанные с промышленными реакторами УТС. Очевидно, что перед их создателями возникнут немалые трудности, но, несомненно, и то, что по мере осознания людьми проблем, касающихся окружающей среды, источников сырья и энергии, производство электроэнергии новыми рассмотренными выше способами займет подобающее ему место.

Рис. 12. Схема термоядерной электростанции. Показаны поперечный разрез реактора УТС, система охлаждения и система преобразования энергии. 1 - инжекция топлива; 2 - стенка вакуумной камеры; 3 - литиево-бериллиевый бланкет; 4 - радиационно-тепловая защита; 5 - магнитные обмотки; 6 - охлаждение жидким гелием; 7 - электрогенератор; 8 - паровая турбина; 9 - теплообменник; 10 - теплоноситель внутреннего контура; 11 - вывод продуктов реакции.

Сделанный вывод подтверждают результаты работы комиссии экспертов Европейского союза под председательством Д.Кинга - советника по науке премьер-министра Англии. Комиссия пришла к выводу о необходимости ускорения работ по термоядерному синтезу с целью перехода к его В программе "Fast Track" ("Быстрый путь") предлагается структуры ИТЭРа для начала работ над проектом демонстрационной термоядерной станции и параллельно с созданием ИТЭРа построить источник нейтронов для материаловедческих испытаний. Подобное требование к американскому термоядерному сообществу сформулировал директор отдела науки департамента энергетики США Р. Орбах. Отметим также, что в последнее время активно рассматриваются варианты двухцелевых термоядерных электростанций, включающих параллельно с выработкой электроэнергии выжигание долгоживущих радиоактивных отходов атомной энергетики, опреснение соленых вод, производство синтетического топлива, в том числе водорода из воды. Белое море наступает на Архангельск 21 декабря 1992 г. на ВПУ ТЭЦ Архангельска, являющейся основным источником энергоснабжения города и ряда промышленных предприятий, резко поднялось солесодержание исходной воды: с 300 до 3500 мг/дм3, т.е. более чем в 10 раз. На ТЭЦ установлены шесть котлов высокого давления, которые «переваривают» только глубоко обессоленную воду (солесодержание меньше 2 мг/дм3).

практическому использовать

использованию. международные

Условия осуществления управляемого термоядерного синтеза с положительным энергетическим выходом оказались технически сложными и энергетически «затратными»: температура - не ниже 100 млн градусов, напряженность удерживающего магнитного поля - десятки тысяч эрстед, требуемый объем горячей плазмы - сотни кубических метров. Столь высокие требования и непредсказуемость поведения плазмы привели к тому, что «прямой путь» затянулся на полстолетия (Рис. 17) и тянется до сих пор.


Рис. 17. На пути к реактору-токамаку с положительным выходом энергии (1965-1998 гг.). QDt - отношение ТЯ-энергии к энергии разогрева плазмы

УТС достигнуть пока не удалось Приходится утешаться промежуточными результатами термоядерных исследований. Конечно, работы по термояду оказали положительное влияние на развитие науки и технологии. Физика горячей плазмы, построенная на основе электродинамики, астрофизики, газодинамики, физики твердого тела и газового разряда, обогатила эти научные дисциплины новыми разработками

Главными аргументами в пользу термоядерного синтеза как физической основы энергетики будущего в настоящее время являются следующие утверждения: Неограниченные запасы общедоступного топлива

В термоядерном реакторе электрической мощностью 1000 Мвт (эл) (т. е. такой же, как у современных реакторов деления ВВЭР-1000 и РМБК-1000), где происходит около 1021 реакций синтеза в секунду, стационарно содержится до 1011 Кюри радиоактивности

Другая серьёзная экологическая проблема связана с тритием. Использование в термоядерной энергетике какой-либо иной реакции, кроме синтеза дейтерия и трития, почти исключено. Между тем тритий - Р-активный радионуклид с периодом полураспада 12,4 года и высокой радиотоксичностью Отвлечемся на некоторое время от термояда.

Известно, что как оружейный материал 239Pu гораздо более эффективен, нежели 235U.


Задачи