Hideg poroltó a földi Nap tüzének elfújására 📺

Zoletnik Sándor (Energiatudományi Kutatóközpont, AEKI)

#243, alkalmazott fizika, energetika, magfizika, optika, részecskefizika (kísérleti)
Időpont:  2022.11.10. (17:00 - )

Kivonat:

A csillagok (köztünk a Nap) energiáját a hidrogén atommagok héliummá egyesülése, fúziója biztosítja évmilliárdokon át. A fizikusok több mint 50 éves álma ennek az energiaforrásnak a földi megvalósítása. Pontosan azt, ami a csillagokban zajlik, nem lehet a Földön megvalósítani, de hasonlót igen. Ebben a folyamatban a hidrogén két nehezebb izotópja, a deutérium és a trícium egyesül héliummá. Maga a fúziós folyamat régen ismert és részecskegyorsítókkal bizonyított, de pozitív energiamérlegű berendezést nem sikerült még alkotni. Ennek feltétele, hogy 100 millió Celsius fokos forró deutérium–trícium gázkeveréket megfelelően elszigetelve tartsunk, ami mágneses terekkel lehetséges. A kísérletek legjobban a tokamak nevű berendezéssel haladtak előre, ahol már közel ugyanannyi fúziós teljesítményt demonstráltak néhány másodpercig, mint amennyi a gáz fűtéséhez kell.

A Föld lakosainak több mint felét képviselő országok együttműködésében épül az ITER nevű berendezés, ami remélhetőleg demonstrálja, hogy lehetséges tokamak berendezésben energiát termelni. A tokamak rendszerű berendezésekben előfordulhat egy olyan instabil állapot, mikor a forró anyag egyben tartása megszűnik. Az 1 grammnál is kevesebb üzemanyag ezredmásodperc alatt lehűl, így nem okoz veszély a környezetre. A gyors szabályozatlan hűlés alatt azonban a berendezés belső falán forró pontok alakulhatnak ki, melyek károsodáshoz és hosszabb javításhoz vezethetnek. Ennek megakadályozására találták ki a „tört pellet” belövőt, melyet az ELKH Energiatudományi Kutatóközpontban fejlesztenek. Ennek során először néhány Kelvin hőmérsékleten egy csőben lefagyasztanak hidrogén vagy más gázt, és a szilárd jeget egy gázimpulzussal belövik a plazmába. A több 100 m/s sebességgel repülő pellet a tokamak belső fala közelében egy ferde lapon összetörik, és a kis jégdarabkák működnek poroltóként. Ez a hideg poroltó ötvözi az ultrahideg és ultrameleg technológiákat, és ezzel érdekes kutatási terület fizikusok és mérnökök számára, ugyanakkor egy kritikus berendezést valósít meg a fúziós energiatermeléshez.

Letöltések:

Fájl Leírás Fájl méret
pdf atomcsill_18_05_Zoletnik_Sandor Az előadás fóliái
4 MB