Η Ιαπωνία ενεργοποίησε επιτυχώς τον νέο της αντιδραστήρα σύντηξης, JT-60SA, ο οποίος χρησιμοποιεί υπεραγώγιμους μαγνήτες για να περιορίσει ένα καυτό πλάσμα σε θάλαμο σε σχήμα τόρου ή σε σχήμα ντόνατς. Ο αντιδραστήρας, ο μεγαλύτερος και πιο προηγμένος στον κόσμο, προορίζεται να μελετήσει τη φυσική της ενέργειας σύντηξης και να υποστηρίξει το διεθνές έργο ITER (Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας) στη Γαλλία.
Το πρώτο πλάσμα επιτεύχθηκε στις 26 Οκτωβρίου 2023, μετά από περισσότερα από 15 χρόνια κατασκευής και δοκιμών. «Αυτό δείχνει στον κόσμο ότι το μηχάνημα εκτελεί τη βασική του λειτουργία», δήλωσε ο Sam Davis, επικεφαλής του έργου Fusion for Energy. Αυτός ο οργανισμός της ΕΕ συνεργάζεται με τα Εθνικά Ινστιτούτα Κβαντικής Επιστήμης και Τεχνολογίας (QST) της Ιαπωνίας για το JT-60SA και σχετικά προγράμματα.
Τα ραδιοκύματα και οι καθρέφτες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην οικοδόμηση εμπιστοσύνης μεταξύ των πυρηνικών δυνάμεων
Επιστήμονες επιδεικνύουν με επιτυχία μια νέα μέθοδο για την παραγωγή σφαιριδίων πυρηνικής σύντηξης
Τι είναι το JT-60SA;
Ο αντιδραστήρας έχει σχεδιαστεί για να θερμαίνει το πλάσμα στους 200 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου και να το κρατά για περίπου 100 δευτερόλεπτα, πολύ περισσότερο από τα προηγούμενα μεγάλα tokamak. Αυτό θα επιτρέψει στους ερευνητές να μελετήσουν τον τρόπο ελέγχου και βελτιστοποίησης της σταθερότητας και της απόδοσης του πλάσματος, κάτι που είναι κρίσιμο για την επίτευξη ισχύος σύντηξης.
Το JT-60SA θα βοηθήσει επίσης τον ITER, τον γιγάντιο διεθνή αντιδραστήρα σύντηξης που κατασκευάζεται στη Γαλλία, να αποδείξει ότι η σύντηξη μπορεί να παράγει περισσότερη ενέργεια από αυτή που καταναλώνει. Ο ITER θα βασιστεί σε τεχνολογίες και επιχειρησιακή τεχνογνωσία που θα δοκιμάσει και θα επικυρώσει το JT-60SA.
Ως συμβιβασμός που θα επιτρέψει στη Γαλλία να φιλοξενήσει το ITER, το μεγαλύτερο πείραμα σύντηξης στον κόσμο, δόθηκε η ευκαιρία στην Ιαπωνία να κατασκευάσει το JT-60SA και δύο άλλες μικρότερες μονάδες σύντηξης. Αυτό ήταν μέρος μιας συμφωνίας του 2007 μεταξύ της Ιαπωνίας και της ΕΕ, η οποία περιελάμβανε επίσης την αναβάθμιση του παλιού αντιδραστήρα JT-60 της Ιαπωνίας, ο οποίος λειτουργεί από τα μέσα της δεκαετίας του 1980. Ο αντιδραστήρας ανακατασκευάστηκε πλήρως από την αρχή, αλλά το κόστος δεν αποκαλύφθηκε.
Το JT-60SA σημαίνει «superadvanced» και έχει περίπου το μισό ύψος του ITER. Μπορεί να περιέχει 135 κυβικά μέτρα πλάσματος, το ένα έκτο της χωρητικότητας του ITER. Σύμφωνα με τον Alberto Loarte, ο οποίος ηγείται του τμήματος επιστήμης του ITER, τα πλάσματά του θα πρέπει να παρέχουν χρήσιμες πληροφορίες για τον ITER.
Καθυστερήσεις και χρήση του σπάνιου ισοτόπου δευτερίου
Όπως αναφέρει το Science.org, ο αντιδραστήρας χρειάστηκε περισσότερα από 15 χρόνια για να ολοκληρωθεί, πολύ περισσότερο από το αναμενόμενο. Υποτίθεται ότι θα τεθεί σε λειτουργία το 2016, αλλά αντιμετώπισε πολλές προκλήσεις. Έπρεπε να επανασχεδιαστεί, να αντιμετωπίσει ζητήματα εφοδιασμού και να ανακάμψει από τον σεισμό του Τοχόκου του Μαρτίου 2011. Στη συνέχεια, τον Μάρτιο του 2021, παρουσιάστηκε ένα σημαντικό πρόβλημα κατά τη διάρκεια των δοκιμών. Ένα από τα υπεραγώγιμα μαγνητικά πηνία είχε βραχυκύκλωμα στο σύρμα του, το οποίο κατέστρεψε τις ηλεκτρικές συνδέσεις και προκάλεσε διαρροή ηλίου που θα μπορούσε να έχει επηρεάσει τα συστήματα ψύξης.
Το ρεύμα στο κύκλωμα ήταν χαμηλό εκείνη τη στιγμή. «Θα μπορούσε να ήταν πολύ χειρότερο αν το ρεύμα ήταν υψηλότερο», είπε ο Hiroshi Shirai, διευθυντής έργου για την QST. «Σταθήκαμε τυχεροί». Η ομάδα JT-60SA χρειάστηκε να επισκευάσει τη μόνωση περισσότερων από 100 ηλεκτρικών συνδέσεων, κάτι που χρειάστηκε 2,5 χρόνια. Το ατύχημα έκανε επίσης τους μηχανικούς του ITER πιο προσεκτικούς κατά τη δοκιμή πηνίων.
Το ατύχημα συνέβη όταν το ρεύμα στο κύκλωμα ήταν ελάχιστο. «Αν το ρεύμα ήταν υψηλότερο, η ζημιά στο πηνίο θα μπορούσε να ήταν σοβαρή», δήλωσε ο Hiroshi Shirai, διευθυντής έργου για την QST. «Σταθήκαμε τυχεροί». Για να είναι ασφαλής, η ομάδα JT-60SA απομόνωσε ξανά περισσότερες από 100 ηλεκτρικές συνδέσεις, κάτι που χρειάστηκε 2,5 χρόνια. Το ατύχημα ώθησε επίσης τους μηχανικούς του ITER να σχεδιάσουν πιο ενδελεχή δοκιμή των πηνίων τους.
Το JT-60SA έχει ένα μειονέκτημα: θα χρησιμοποιεί μόνο υδρογόνο και το ισότοπό του δευτέριο, όχι τρίτιο, μια άλλη πιο ισχυρή αλλά και πιο ακριβή, σπάνια και ραδιενεργή μορφή υδρογόνου. Το τρίτιο είναι το καύσιμο της επιλογής για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, επομένως ο ITER σχεδιάζει να χρησιμοποιεί δευτέριο-τρίτιο ξεκινώντας από το 2035. Περιέργως, η Ιαπωνία απελευθέρωσε νερό πλούσιο σε τρίτιο από τον αντιδραστήρα Φουκουσίμα στη θάλασσα.
Η Ιαπωνία στοχεύει επίσης να κατασκευάσει το DEMO έως το 2050, έναν προτεινόμενο σταθμό ηλεκτροπαραγωγής για να γεφυρώσει το χάσμα μεταξύ της έρευνας JT-60SA και του ITER και της εμπορευματοποίησης της ενέργειας σύντηξης. Ο Shirai είπε ότι είναι χαρούμενος που βλέπει άλλες προσεγγίσεις για την ενέργεια σύντηξης, που υποστηρίζονται από ιδιωτική χρηματοδότηση, να μπαίνουν στο πεδίο. Είπε ότι είναι πρόθυμος να συνεργαστεί με όσους έχουν νέες ιδέες.
Χάρη στο κανάλι μας στο Telegram, μπορείτε να ενημερώνεστε για τη δημοσίευση νέων άρθρων Οικονομικών Σεναρίων.
Το άρθρο Η Ιαπωνία ενεργοποιεί το δικό της πρωτότυπο αντιδραστήρα σύντηξης JT-60SA προέρχεται από Οικονομικά Σενάρια .
Αυτή είναι μια αυτόματη μετάφραση μιας ανάρτησης που δημοσιεύτηκε στο Scenari Economici στη διεύθυνση URL https://scenarieconomici.it/il-giappone-attiva-il-proprio-prototipo-di-reattore-a-fusione-jt-60sa/ στις Fri, 03 Nov 2023 08:00:20 +0000.