Heute Morgen gab die Internationale Organisation Thermonuklearer Experimentalreaktoren (ITER) bekannt, was seit langem bekannt ist: Der weltweit größte Tokamak wird sich noch weiter verzögern und den Betrieb des lang erwarteten Kernfusionsmotors um mindestens ein Jahrzehnt verlängern.
ITER ist ein großes donutförmiges Magnetfusionsgerät namens Tokamak. Tokamaks nutzen Magnetfelder, um überhitztes Plasma so zu steuern, dass es die Kernfusion auslöst, eine Reaktion, bei der sich zwei oder mehr leichte Kerne zu einem neuen Kern verbinden und dabei enorme Energiemengen freisetzen. Die Kernfusion gilt als potenziell realisierbare kohlenstofffreie Energiequelle, doch es gibt noch viele technische und wirtschaftliche Herausforderungen, die bewältigt werden müssen, um sie Wirklichkeit werden zu lassen.
Der bisherige Basisplan des Projekts – sein Zeitrahmen und seine Benchmarks – wurde im Jahr 2016 festgelegt. Die globale Pandemie, die im Jahr 2020 begann, störte die meisten laufenden Operationen von ITER und verzögerte die Dinge zusätzlich.
Als berichtet von American ScientificITER kostete das Vierfache der ursprünglichen Schätzungen, wobei die neuesten Zahlen die Kosten des Projekts auf mehr als 22 Milliarden US-Dollar beziffern. Pietro Barabaschi, Generaldirektor von ITER, erläuterte heute auf einer Pressekonferenz die Ursachen der Verzögerungen und die Grundlage für das neueste Projekt für das Experiment.
„Seit Oktober 2020 wurde öffentlich und gegenüber unseren Stakeholdern deutlich gemacht, dass First Plasma im Jahr 2025 nicht mehr erreichbar ist“, sagte Barabaschi. „Die neue Basis wurde neu gestaltet, um der Aufnahme des Forschungsbetriebs Priorität einzuräumen.“
Barabaschi sagte, dass die neue Basislinie die Betriebsrisiken verringern und das Gerät für den Betrieb mit Deuterium-Tritium, einer Art Fusionsreaktion, vorbereiten werde. Anstatt dass das erste Plasma im Jahr 2025 ein „kurzer, energiearmer Triebwerkstest“ sei, werde mehr Zeit für die Inbetriebnahme des Experiments aufgewendet und mit größerer externer Heizleistung ausgestattet. Die volle magnetische Energie wurde um drei Jahre, von 2033 auf 2036, verzögert. Die Deuterium-Deuterium-Fusionsoperationen werden um 2035 im Zeitplan bleiben, während sich der Beginn der Deuterium-Tritium-Operationen um vier Jahre, von 2035 auf 2039, verzögern wird.
ITER wird von seinen Mitgliedsländern finanziert: der Europäischen Union, China, Indien, Japan, Südkorea, Russland und den Vereinigten Staaten. ITER-Fortschritt Ist wird umgesetzt, wenn auch langsam und mit höheren Kosten als ursprünglich geplant.
Früher diese Woche, ITER-Organisation gab bekannt dass die toroidalen Feldspulen des Tokamaks – riesige Magnete, die dabei helfen, die Bedingungen zu schaffen, die die Maschine benötigt, um das Plasma zu halten – endlich geliefert wurden, ein Moment, auf den man sich 20 Jahre lang vorbereitet hatte. Die 56 Fuß (17 Meter) lange Spule wird auf -452,2 Grad Fahrenheit (-269 Grad Celsius) gekühlt und um ein Gefäß mit dem Plasma gewickelt, sodass ITER-Wissenschaftler die Reaktionen im Inneren steuern können.
Der Umfang der Infrastruktur ist so groß wie die Investition; Der größte derzeit verfügbare Kaltmassenmagnet ist die 408 Tonnen (370 Tonnen) schwere Komponente des Atlas-Experiments des CERN, aber der gerade fertiggestellte ITER-Magnet – von der Größe einer kombinierten Ringfeldspule – hat eine Kaltmasse von 6.614 Tonnen (6.000 Tonnen). Tonnen).
Die erklärten Ziele der ITER-Projektionen bestehen darin, die Arten von Systemen aufzuzeigen, die für eine Fusion im industriellen Maßstab integriert werden müssten, um einen wissenschaftlichen Benchmark namens Q≥10 oder 500 Megawatt Fusionsleistung von einem Motor für 50 Megawatt Heizleistung zu erreichen in ein Plasma zu überführen und Q≥ 5 bei stabilem Gerätebetrieb zu erreichen. Dieses Ziel ist jedoch nicht leicht zu erreichen Kernfusionsexperiment in einer Laborumgebung, im Tokamak Und mit Lasernhilft Wissenschaftlern dabei, Fusionsreaktionen voranzutreiben, die mehr Energie erzeugen, als für den Antrieb der Reaktionen selbst erforderlich ist.
Nun zur obligatorischen Warnung vor der Diskrepanz zwischen den Fortschritten auf dem Weg zur wissenschaftlichen Machbarkeit der Kernfusion und ihrem tatsächlichen Nutzen für die Deckung des globalen Energiebedarfs, wie wir am Montag berichteten:
Eine ironische Wahrheit – bis zum Klischee wiederholt – besagt, dass die Kernfusion als Energiequelle immer 50 Jahre entfernt ist. Es ist für immer außerhalb der Reichweite der heutigen Technologie, und wie einem unverbesserlichen Ex wird uns ständig gesagt: „Dieses Mal wird es anders sein.“ ITER sollte vor allem die Machbarkeit der Fusionsenergietechnologie beweisen nicht seine wirtschaftliche Machbarkeit. Das ist ein weiteres verwirrendes Thema: Fusionsenergie nicht nur zu einer nutzbaren Energiequelle, sondern auch zu einer brauchbaren Quelle für das Stromnetz zu machen.
In seinen Ausführungen wies Barabaschi auch darauf hin, dass das dem Plasma zugewandte Material im Tokamak von ITER nun aus Wolfram und nicht aus Beryllium bestehen werde, „da klar ist, dass Wolfram für zukünftige ‚DEMO‘-Maschinen und eventuelle kommerzielle Fusionsgeräte relevanter ist.“ Tatsächlich erlebte der WEST-Tokamak im vergangenen Mai mehr als dreimal Plasma heißer als der Kern der Sonne sechs Minuten lang mit einem Wolframgehäuse und Der KSTAR-Tokamak in Korea wurde ersetzt Ersetzen Sie den Kohlenstoff durch einen aus Wolfram.
Wie Gizmodo bereits berichtet hat, ist die Kernfusion jedoch ein tragfähiges Feld für Forschung und Entwicklung darauf sollte man sich nicht verlassen als Energiequelle, um den Menschen von fossilen Brennstoffen fernzuhalten, die die globale Erwärmung verursachen. Die Wissenschaft schreitet weiter voran, aber die Kernfusion wird immer ein Langstreckenmarathon und kein Sprint sein.
Wieder: Wissenswertes über die große Ankündigung des Energieministeriums zur Kernfusion
