Термоядерный синтез

Подготовили: студенты 1 курса «ВСГУТУ» Дмитрий Колесников Филатов Виктор

Термоядерный синтез Лазерный термоядерный синтез

Термоядерный синтез — процесс слияния лёгких атомных ядер, происходящий с выделением энергии

Лаврентьев О.А Сахаров А.Д. Арцимович Л.А

Доступность и практически неограниченные запасы топлива Высокие экологические характеристики Приемлемые экономические показатели стоимости энергии Возможность решать энергетическую проблему в глобальном масштабе

Основная задача термоядерной энергетики заключается в том , чтобы сделать термоядерные реакции управляемыми

позволит решить проблему энергетического кризиса высокая экологическая чистота в термоядерном реакторе, даже очень большой мощности, запас энергии и рабочих веществ довольно мал

Алферов Ж.И.

В мире было сооружено около 300 установок типа токамак Наиболее крупные построены в Европе, Японии, США и России. Установка Т-10 (Россия) Установка TFTR (США) Установка JET (Англия) Установка JT-60 (Япония)

На рисунке приведена схема токамака КТМ в сечении и его вид с вакуумной камерой.

ИТЭР (ITER – International Thermonuclear Experimental Reactor) Демонстрация научно технической осуществимости использования термоядерной энергии Достижение зажигания контролируемой термоядерной реакции Демонстрация режима длительного горения плазмы Разработка систем и технологий, необходимых для энергетического термоядерного реактора, и их испытание в интегрированном виде

Срок строительства 8-10 лет. Место строительства: Кадараш, Франция. Комплекс ИТЭР – это площадка размером 0,4 х 0,6 км. Примерная стоимость 5 млрд. евро

Основными методами получения термоядерной энергии явл ТС и ЛТС   Содержание презентации Термоядерный синтез Лазерный термоядерный синтез(след)   Определение 1)Термоядерный синтез — процесс слияния лёгких атомных ядер, происходящий с выделением энергии 2) ТС отличается от традиционной ядерной энергетики тем, что в последней используется реакция распада, в ходе которой из тяжёлых ядер получаются более лёгкие ядра. В основных ядерных реакциях, которые планируется использовать в целях осуществления управляемого термоядерного синтеза, будут применяться дейтерий и тритий , а в более отдалённой перспективе гелий-3 и бор-11.(след) История развития 2)Впервые задачу по управляемому термоядерному синтезу в Советском Союзе сформулировал и предложил советский физик Лаврентьев О. А. 1)Кроме него важный вклад в решение проблемы внесли такие выдающиеся физики, как А. Д. Сахаров и И и Л. А. Арцимович, возглавлявший советскую программу по управляемому термоядерному синтезу с 1951 года.(След)   1)Требования к энергетике Доступность и практически неограниченные запасы топлива Высокие экологические характеристики 2) Приемлемые экономические показатели стоимости энергии Возможность решать энергетическую проблему в глобальном масштабе(след) 2)Задача УТС Для получения полезной энергии с помощью ядерного синтеза , термоядерные реакции должны быть управляемыми. Одна из технических проблем связана с тем, что высокотемпературный газ, или плазму, нужно удерживать таким образом, чтобы не расплавились стенки соответствующего объема. Плазму пытаются изолировать от стенок с помощью сильных магнитных полей. 1) Задача заключается в том, чтобы удержать плазму в изолированном состоянии в течение достаточно продолжительного времени и при этом выработать мощность, превышающую затраты на запуск термоядерного реактора (след) 2)На рисунке изображен термоядерный реактор в натуральной величине. Чтобы представить габариты этого устройства, сравните его с человеческим ростом (след) Преимущество термоядерной энергетики позволит решить проблему энергетического кризиса высокая экологическая чистота 2)а также в термоядерном реакторе, даже очень большой мощности, запас энергии и рабочих веществ довольно мал (след)   1)Создание токамака Первый Российский сферический токамак « Глобус-М» создан в Санкт Петербурге под руководством Ж.И. Алферова. Планируется создание крупного токамака ТМ-15, для исследования управления конфигурацией плазмы. Начато сооружение Казахстанского токамака КТМ для отработки технологий термоядерной энергетики.(след) Токамак В мире было сооружено около 300 установок типа токамак Наиболее крупные построены в Европе, Японии, США и России. (след)   2)Создание ИТЭР(ITER) (след) ИТЭР ,что в переводе на русский означает Международный термоядерный экспериментальный реактор. В его задачи входит: Демонстрация научно технической осуществимости использования термоядерной энергии Достижение зажигания контролируемой термоядерной реакции Демонстрация режима длительного горения плазмы Разработка систем и технологий, необходимых для энергетического термоядерного реактора, и их испытание в интегрированном виде (след)   Схема ИТЭР 1 – центральный соленоид (индуктор); 2 – катушки полоидального магнитного поля 3 – катушка; 4 – вакуумная камера; 5 – криостат 6 – дивертор тороидального магнитного поля;     Сооружение и инфраструктура ИТЭР(след) Срок строительства 8-10 лет. Место строительства: Кадараш, Франция. Комплекс ИТЭР – это площадка размером 0,4 х 0,6 км. Примерная стоимость 5 млрд. евро Лазерный термоядерный синтез 1) Идея лазерного термоядерного синтеза заключается в облучении лазерным излучением небольшой сферической оболочки, заполненной газообразным или твердым топливом . Под действием излучения материал(водород) первой оболочки испаряется и создает реактивные силы, способные сжать оболочку и содержащуюся в ней реагирующую смесь 2 и 3(дейтерий, тритий) 2)В природе существует еще один механизм удержания, обеспечивающий непрерывное выделение термоядерной энергии, − это гравитационное удержание. Однако чтобы обеспечить достаточно сильное гравитационное поле, потребуется масса порядка солнечной (источниками энергии в звездах, безусловно, являются термоядерные реакции).