DEMOnstration Power Plant
DEMO se odnosi na predloženu klasu eksperimentalnih reaktora nuklearne fuzije koji imaju za cilj da pokažu neto proizvodnju električne energije iz nuklearne fuzije. Većina ITER partnera ima planove za vlastite reaktore DEMO klase. Uz mogući izuzetak EU i Japana, ne postoje planovi za međunarodnu saradnju kao što je to bilo sa ITER-om.[1][2]
Planovi za reaktore klase DEMO imaju za cilj da se nadograđuju na ITER eksperimentalni nuklearni fuzijski reaktor.[3][4]
Najpoznatiji i dokumentovani dizajn reaktora DEMO klase je dizajn Evropske unije (EU). Sljedeći parametri korišteni su kao osnova za studije dizajna: EU DEMO bi trebao proizvoditi najmanje 2000 megavata (2 gigavata) fuzijske snage na kontinuiranoj osnovi i trebao bi proizvoditi 25 puta više energije nego što je potrebno za naučnu rentabilnost, što ne uključuje snagu potrebnu za rad reaktora. EU DEMO dizajn od 2 do 4 gigavata toplotne snage bit će na skali moderne elektrane.[5]
| Projekt | Ubrizgani termalni ulaz | Bruto toplotni učinak | Q plazma vrijednost |
|---|---|---|---|
| JET | 24 MW | 16 MW | 0,67 |
| ITER | 50 MW | 500 MW | 10 |
| EU DEMO | 80 MW | 2000 MW | 25 |
Da bi postigao svoje ciljeve, ako se koristi konvencionalni dizajn tokamaka, DEMO reaktor mora imati linearne dimenzije oko 15% veće od ITER-a, a gustinu plazme oko 30% veću od ITER-a. Prema vremenskom okviru iz EUROfusion-a, početak rada planiran je za 2051.[6]
Procjenjuje se da bi naknadni komercijalni fuzijski reaktori mogli biti izgrađeni za oko četvrtinu troškova DEMO-a.[7][8] Međutim, iskustvo ITER-a sugerira da će razvoj tehnološkog inovacijskog ciklusa zasnovanog na tokamaku vrijednom više milijardi američkih dolara, omogućiti razvoj fuzijske elektrane koje mogu konkusirati tehnologijama nefuzijske energije, vjerovatno naići na problem "doline smrti" u rizičnom kapitalu., tj. nedovoljna ulaganja da bi se išlo dalje od prototipova[9] jer će DEMO tokamaci morati da razviju nove lance nabavke[10] i radno su intenzivni.[11]
- 21H + 31H → 42He + 10n + 17.6 MeV
DEMO će biti konstruisan kada bude projektovan dizajn koji rješava mnoge probleme trenutnih fuzijskih reaktora. Ovi problemi uključuju: sadržavanje plazma goriva na visokim temperaturama, održavanje dovoljno velike gustine reagujućih iona i hvatanje visokoenergetskih neutrona iz reakcije bez topljenja zidova reaktora.
Radioaktivni otpad
urediDok fuzijski reaktori poput ITER-a i DEMO-a neće proizvoditi ni transuranski otpad ni otpad od fisijskih proizvoda, koji zajedno čine većinu nuklearnog otpada proizvedenog u fisijskim reaktorima, neke od komponenti ITER-a i DEMO reaktora postat će radioaktivne zbog neutrona koji na njih udaraju. Postoji nada, da će se materijali za oblaganje za dodir sa plazmom razviti tako da će otpad proizveden na ovaj način imati mnogo kraći poluživot od otpada iz fisijskih reaktora, pri čemu će otpad ostati štetan manje od jednog stoljeća. Razvoj ovih materijala je glavna svrha Međunarodnog postrojenja za zračenje fuzionih materijala. Proces proizvodnje tricija trenutno proizvodi dugotrajni otpad, ali i ITER i DEMO će proizvoditi vlastiti tricij, bez fisijskog reaktora koji se trenutno koristi u tu svrhu.[12]
Reference
uredi- ^ "Charting the International Roadmap to a Demonstration Fusion Power Plant". 11. 5. 2018.
- ^ (U.S.), National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (17. 11. 2021). Bringing fusion to the U.S. grid. ISBN 978-0-309-68538-2. OCLC 1237825246.
- ^ "Demonstration fusion plants". www.iaea.org (jezik: engleski). 6. 5. 2021. Pristupljeno 28. 5. 2021.
- ^ "ITER: The World's Largest Fusion Experiment". www.iaea.org (jezik: engleski). 13. 5. 2021. Pristupljeno 28. 5. 2021.
- ^ "Demonstration Fusion Reactors". Fusion for Energy. European Joint Undertaking for ITER and the Development of Fusion Energy. Arhivirano s originala, 8. 7. 2007. Pristupljeno 5. 2. 2011.
- ^ "2018 Research roadmap" (PDF). Arhivirano s originala (PDF), 21. 1. 2022. Pristupljeno 26. 10. 2021.
- ^ "Beyond ITER". The ITER Project. Information Services, Princeton Plasma Physics Laboratory. Arhivirano s originala, 7. 11. 2006.
- ^ "Overview of EFDA Activities". EFDA. European Fusion Development Agreement. Arhivirano s originala, 1. 10. 2006.
- ^ Cardozo, N. J. Lopes (4. 2. 2019). "Economic aspects of the deployment of fusion energy: the valley of death and the innovation cycle". Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 377 (2141): 20170444. Bibcode:2019RSPTA.37770444C. doi:10.1098/rsta.2017.0444. ISSN 1364-503X. PMID 30967058.
- ^ Entler, Slavomir; Horacek, Jan; Dlouhy, Tomas; Dostal, Vaclav (2018). "Approximation of the economy of fusion energy". Energy. 152: 489–497. doi:10.1016/j.energy.2018.03.130. ISSN 0360-5442.
- ^ Banacloche, Santacruz; Gamarra, Ana R.; Lechon, Yolanda; Bustreo, Chiara (15. 10. 2020). "Socioeconomic and environmental impacts of bringing the sun to earth: A sustainability analysis of a fusion power plant deployment". Energy (jezik: engleski). 209: 118460. doi:10.1016/j.energy.2020.118460. ISSN 0360-5442.
- ^ "ITER-Fuelling the Fusion Reaction". ITER. International Thermonuclear Experimental Reactor. Pristupljeno 28. 7. 2010.