Il-Programm tal-Enerġija mill-Fużjoni tar-Renju Unit: Żvelat id-Disinn tal-Kunċett għall-impjant tal-Enerġija Prototip STEP 

L-approċċ tal-produzzjoni tal-enerġija mill-fużjoni tar-Renju Unit ħa forma bit-tħabbira tal-programm STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) fl-2019. L-ewwel fażi tagħha (2019-2024) waslet fi tmiemha bir-rilaxx ta 'disinn ta' kunċett għall-prototip ta 'powerplant tal-fużjoni integrata. Se tkun ibbażata fuq l-użu ta' kamp manjetiku għall-konfinar tal-plażma bl-użu ta' magna tokamak madankollu STEP tar-Renju Unit se juża tokamak sferiku minflok tokamak tradizzjonali f'forma ta' donut li qed jintuża fl-ITER. Tokamak sferiku huwa maħsub li għandu diversi vantaġġi. L-impjant se jinbena f’Nottinghamshire u mistenni jibda jaħdem fil-bidu tas-snin 2040.  

Il-ħtieġa għal sors affidabbli ta’ enerġija nadifa biex tissodisfa d-domanda dejjem tikber għall-enerġija ta’ popolazzjoni dejjem tikber u ekonomija dinjija li tista’ tgħin malajr biex jintlaħqu l-isfidi (maħluqa minn fjuwils fossili eżawribbli, emissjonijiet tal-karbonju u tibdil fil-klima, riskji ambjentali assoċjati ma’ reatturi ta’ fissjoni nukleari, u foqra. iskalabbiltà ta’ sorsi rinnovabbli) qatt ma nħasset b’mod daqshekk intens milli fil-preżent.  

Fin-natura, il-fużjoni nukleari tagħti s-setgħa lill-istilel inkluż ix-xemx tagħna li jseħħu fil-qalba tal-istilel fejn jipprevalu l-kundizzjonijiet tal-fużjoni (jiġifieri temperatura estremament għolja fil-medda ta’ mijiet ta’ miljuni ta’ grad ċentigradi u pressjoni). Il-kapaċità li jinħolqu kundizzjonijiet ta 'fużjoni kkontrollati fid-dinja hija essenzjali għal enerġija nadifa illimitata. Dan jinvolvi l-bini ta’ ambjent ta’ fużjoni b’temperatura għolja ħafna biex jipprovoka ħabtiet ta’ enerġija għolja, li għandu densità tal-plażma suffiċjenti biex iżid il-probabbiltà ta’ ħabtiet u li jista’ jillimita l-plażma għal tul ta’ żmien suffiċjenti biex jippermetti l-fużjoni. Ovvjament, l-infrastruttura u t-teknoloġija biex jillimitaw u jikkontrollaw il-plażma superheated hija r-rekwiżit ewlieni għall-isfruttament kummerċjali tal-enerġija mill-fużjoni. Qed jiġu esplorati u applikati approċċi differenti madwar id-dinja għall-konfinament tal-plażma lejn ir-realizzazzjoni kummerċjali tal-enerġija mill-fużjoni.   

Fużjoni ta' Konfinament Inerzjali (ICF) 

Fl-approċċ tal-fużjoni inerzjali, il-kundizzjonijiet tal-fużjoni huma maħluqa billi tikkompressa u tissaħħan malajr kwantità żgħira ta 'fjuwil tal-fużjoni. Il-Faċilità Nazzjonali tat-Tqabbid (NIF) fil-Laboratorju Nazzjonali Lawrence Livermore (LLNL) tuża teknika ta 'implożjoni mmexxija bil-lejżer biex implode kapsuli mimlija bil-karburant tad-dewterju-tritju bl-użu ta' raġġi tal-laser ta 'enerġija għolja. NIF kiseb it-tqabbid tal-fużjoni l-ewwel f'Diċembru 2022. Sussegwentement, it-tqabbid tal-fużjoni intwera fi tliet okkażjonijiet fl-2023 li kkonfermat prova ta 'kunċett li l-fużjoni nukleari kkontrollata tista' tiġi sfruttata biex tilħaq il-ħtiġijiet tal-enerġija.  

Konfinament manjetiku tal-approċċ tal-plażma  

L-użu ta 'kalamiti biex jillimitaw u jikkontrollaw il-plażma għall-fużjoni qed jiġi ppruvat f'ħafna postijiet. IITER, l-aktar kollaborazzjoni ambizzjuża tal-enerġija mill-fużjoni ta’ 35 nazzjon ibbażata f’San Pawl-lez-Durance fin-Nofsinhar ta’ Franza tuża ring torus (jew apparat manjetiku donut) imsejjaħ tokamak li huwa ddisinjat biex jillimita l-fjuwil tal-fużjoni għal perjodi twal f’temperaturi għoljin biżżejjed għal fużjoni ignition iseħħ. Kunċett ewlieni ta 'konfinament tal-plażma għall-impjanti tal-enerġija tal-fużjoni, it-tokamaks jistgħu jżommu r-reazzjoni tal-fużjoni għaddejja sakemm ikun hemm stabbiltà tal-plażma. It-tokamak tal-ITER se jkun l-akbar fid-dinja.   

Programm ta' Fużjoni STEP (Spherical Tokamak for Energy Production) tar-Renju Unit: 

Bħall-ITER, il-programm ta' fużjoni STEP tar-Renju Unit huwa bbażat fuq il-konfinament manjetiku tal-plażma bl-użu ta' tokamak. Madankollu, it-tokamak tal-programm STEP għandu forma sferika (minflok forma ta' donut ta' ITER). Tokamak sferiku huwa kompatt, kosteffettiv u jista 'jkun aktar faċli biex jitkabbar.  

Il-programm STEP tħabbar fl-2019. L-ewwel fażi tiegħu (2019-2024) waslet fi tmiemha bir-rilaxx ta 'disinn ta' kunċett għall-prototip ta 'powerplant tal-fużjoni integrata.  

Ħarġa tematika ta’ Philosophical Transactions A tar-Royal Society, bit-titlu “Twassil tal-Enerġija mill-Fużjoni – It-Tokamak Sferiku għall-Produzzjoni tal-Enerġija (STEP)” li jinkludi 15-il dokument evalwat mill-pari ġie ppubblikat fis-26 ta’ Awwissu 2024 li jagħti dettalji dwar il-progress tekniku tal-programm għad-disinn u l-bini tal-ewwel impjant prototip tar-Renju Unit biex jipproduċi l-elettriku mill-fużjoni. Id-dokumenti jiġbdu stampa sħiħa tat-teknoloġiji tad-disinn u l-kontorn meħtieġa u l-integrazzjoni tagħhom f'impjant prototip sal-bidu tal-2040s.  

Il-programm STEP għandu l-għan li jwitti t-triq għall-vijabbiltà kummerċjali tal-fużjoni billi juri enerġija netta, awtosuffiċjenza tal-fjuwil u rotta vijabbli għall-manutenzjoni tal-impjant. Huwa jieħu approċċ olistiku biex jitwassal impjant prototip kompletament operattiv li jqis ukoll id-dekummissjonar bħala parti mid-disinn. 

*** 

Referenzi:  

1. Gvern tar-Renju Unit. Stqarrija għall-istampa – Ir-Renju Unit imexxi fid-dinja fid-disinn tal-powerplant tal-fużjoni. Ippubblikat 03 ta’ Settembru 2024. Disponibbli fuq https://www.gov.uk/government/news/uk-leading-the-world-in-fusion-powerplant-design  

2. 'Twassil ta' Enerġija mill-Fużjoni – It-Tokamak Sferiku għall-Produzzjoni tal-Enerġija (STEP). L-edizzjoni tematika tas-Royal Society ta’ Philosophical Transactions A,. Il-15-il artiklu kollha riveduti mill-pari fil-ħarġa tematika ppubblikata fis-26 ta’ Awwissu 2024. Disponibbli fuq https://royalsocietypublishing.org/toc/rsta/2024/382/2280  

3. Riċerkaturi tar-Renju Unit jiżvelaw idea ta’ disinji għal impjant ġdid tal-enerġija mill-fużjoni. Xjenza. 4 ta’ Settembru 2024. DOI:  https://doi.org/10.1126/science.zvexp8a 

*** 

Artikli relatati  

• Dwarfs Kannella (BDs): James Webb Telescope Jidentifika l-Iżgħar Oġġett iffurmat b'mod qisu Star (5 Jannar 2024) 

• ‘Fusion Ignition’ wera r-raba’ darba fil-Laboratorju Lawrence (20 Diċembru 2023) 

• Fusion Ignition isir Realtà; Enerġija Breakeven Miksuba fil-Laboratorju Lawrence  (15 Diċembru 2022)  

***