Page 1

13

raport

obserwatorium

motoryzacja

temat numeru

cywilizacja

mix er

psychologia

nauka

przyroda

sport

technologie

fotostrony

jajo Kolumba

Fizyka

Laserowa fuzja

czy tak będziemy produkować energię w XXI wieku?

B

ardzo możliwe – twierdzą eksperci. Kontrolowana reakcja termojądrowa byłaby najlepszym rozwiązaniem dla naszej cywilizacji: bezpiecznym, tanim i dającym bardzo mało odpadów radioaktywnych. Jednak technologia ta wymaga ściśnięcia i podgrzania wodorowego „paliwa” do bardzo wysokiej temperatury. Można w tym celu użyć skoncentrowanego światła laserowego, tak jak w amerykańskiej instalacji zwanej National Ignition Facility (NIF). Jeszcze w tym roku powinna ona osiągnąć moc, pozwalającą jej na zainicjowanie prawdziwej fuzji termojądrowej w niewielkiej kapsułce gazu.

1

wytworzenie wiązek laserowych Pierwotnym ródłem wiatła są kse nonowe lampy błyskowe. Zasilają one zespół laserów, który wytwarza bardzo skoncentrowane wiązki fotonów. Zanim trafią one do komory reaktora, muszą pokonać łączny dystans 1,5 km. Po drodze są wielokrotnie wzmacniane: na początku ich energia to milionowa czę ć d ula, pod koniec przekracza 4 mln d uli.

wloty wiązek laserowych

2

skupienie wiązek w komorze reaktora Aby reakcja termojądrowa została zainicjowana, wiązki o łącznej mocy 500 terawatów (bilionów watów) muszą trafić w cel z wielką precyzją i w ci le okre lonej kolejno ci, w bardzo niewiel kich odstępach czasu. Słu y do tego skomplikowana przełącznica zbudowana z wielu luster. Cała instalacja to dwie stalowe wie e wysoko ci 10 pięter ka da.Na tym etapie wiało laserowe jest zamieniane z podczerwonego na ultrafioletowe.

system pozycjonowania celu Kapsułka z paliwem musi być umieszczona w ci le okre lonym miejscu, by promienie laserów wykonały swe zadanie. Cel ustawiany jest przez mechanizmy kontrolne z dokładno cią do dziesiątych czę ci milimetra.

zespoły laserów system chłodzący

lampy błyskowe

ściana reaktora pochłaniająca promieniowanie

cel

wiązki ultrafioletu

zespoły laserów Energię niezbędną do zapoczątkowania reakcji dostarczają dwa bli niacze zespoły instalacji laserowych.W ich skład wchodzi łącznie 7680 lamp błyskowych du ej mocy, słu ących do wygenerowania 192 wiązek skoncentrowanego wiatła.

centrum sterowania system przekierowujący wiązki

birte wagner/juliane richter/geo; materiaŁy prasowe

12 13➜

komora reaktora

3

zapłon termojądrowy Skoncentrowana energia podgrzewa wodór dochodzi do reakcji połączenia jąder atomowych. rozgrzanie cylindra Wiązki laserowe trafiają w niewielką metalową komorę o kształcie cylindra, zwaną hohlraum i błyskawicznie rozgrzewają jej cianki.

MAJ 2010

wytworzenie promieniowania x Rozgrzane cianki komory emitują promieniowanie rentgenowskie, które skupia się w centralnej czę ci zawierającej cel kulkę z paliwem wodorowym.

podgrzanie i ściśnięcie gazu Wodór zostaje ci nięty przez promienie X do bardzo małej objęto ci i osiąga temperaturę rzędu 100 mln stopni Celsjusza, która powoduje zapłon termojądrowy.

wytworzenie energii termojądrowej Jądra wodoru łączą się ze sobą, czemu towarzyszy uwolnienie wielokrotnie większej energii ni ta, która była potrzebna do zainicjowania reakcji.

Budynek national ignition facility Jego budowa została ukończona w 2009 r. Cało ć kosztowała ok. 3,5 mld dol., za roczne koszty utrzymania to 140 mln dol.

Kable wysokiego napięcia Instalacja laserowa produkuje błysk o łącznej mocy 500 terawatów. Prąd dostarczają kable długo ci 160 km.

komora reaktora Ma rednicę 10 m.Tu wiązki laserowe zostaną skupione na celu (czubek kolca w dolnej lewej czę ci zdjęcia).

FO_1005  

lampy błyskowe wloty wiązek laserowych ➜ 12 13 ➜ system przekierowujący wiązki system chłodzący ściana reaktora pochłaniająca promieniowanie...

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you