Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 343

Rusové vyvíjejí hybridní reaktor, který bude fúzovat i štěpit

Hybridní reaktor kombinuje principy termonukleární fúze a jaderného štěpení. Jeho srdcem bude fúzní reaktor – tokamak, obklopený štěpným reaktorem chlazeným roztavenými solemi. Neutrony, produkované v tokamaku, se budou v zachytávat v blanketu (rozuměj v palivu štěpného reaktoru), kde budou štěpit thorium 232. Thoriové palivo je levnější a dostupnější než uran. Navíc oproti fúzním reaktorům nebude pro generování elektrické energie potřeba dosahovat tak vysokých teplot, jako u samotného fúzního. (O hybridních reaktorech jsme už psali zde:

https://www.3pol.cz/cz/rubriky/jaderna-fyzika-a-energetika/558-hybridni-jaderny-reaktor)

Fotogalerie (1)
Tokamak T-15 na pětikopějkové známce z r. 1987. Oslavovaný tokamak však nikdy nepracoval na svůj plný výkon. Čeká ho nová životní éra? (Credit © ITER Organization, http://www.iter.org/)

Štěpný soubor kolem fúzního reaktoru je tzv. podkritický, to znamená, že štěpení probíhá jen, jsou-li přítomné v dostatečném počtu neutrony z externího zdroje - zde z fúze. Přebývající neutrony z termojaderné fúze, které u normálního tokamaku absorbuje chladicí systém, se zachycují ve štěpném systému. Thorium 232 v roztavené soli se vlivem záchytu neutronu přeměňuje (přes protaktinium) na uran 233, který je štěpným materiálem a lze jej dále štěpit v klasických jaderných elektrárnách.

Výhody hybridního systému

  • Využití aktinoidů a transmutace dlouhožijících prvků obsažených v tom, čemu dnes říkáme jaderný odpad.
  • Výrazné zvýšení množství energie získávané z uranu.
  • Inherentní (vnitřní, fyzikální) bezpečnost systému, která umožňuje rychlé odstavení reaktoru.
  • Vysoké vyhoření štěpného materiálu, po němž zůstává menší počet vedlejších produktů.

Pokud to bude fungovat

Hybridní systém využívající termonukleární fúzi a štěpení by se rychle mohl stát komerční aplikací, zatímco výzkum čistě fúzních energetických technologií bude pokračovat dál.

Rusko o něm přemýšlí už dlouho

První návrh ruského hybridního systému vznikl v roce 1977. Hlavní námět podali fyzici Jevgenij Velichov a Igor Golovin. V minulých letech proběhl proces modernizace tokamaku T-15 a dalších zařízení v Kurčatovově institutu. Kromě tohoto tokamaku se zde vyvíjí projekt DEMO-FNS a návrh pilotní hybridní elektrárny (PHP) pro transmutaci. Kurčatovův institut začal na projektu DEMO-FNS pracovat v roce 2013. Zařízení obsahuje reaktor produkující neutrony pomocí termonukleárních reakcí, záchytem neutronu na uranu 238 vzniká (přes neptunium 239) plutonium 239, které může být použito jako palivo pro běžné štěpné jaderné reaktory. Demonstrační zařízení projektu DEMO-FNS má vzniknout v roce 2023 a PHP se má stavět okolo roku 2050.

Začne se stavět už na konci roku 2018

Montáž nového hybridního reaktoru začne v Kurčatovově institutu podle Pjotra Chvostenka, vědeckého ředitele institutu, do konce roku 2018. Spuštění reaktoru je naplánováno na rok 2020. „Hybridní tokamak je nyní pojmenován T-15MD,“ sdělil Chvostenko. „Na konci roku jej sestavíme na místě, kde stál původní tokamak T-15, který jsme rozebrali.“ Dodal, že v roce 2020 zde vědci budou pracovat na technologiích „nezbytných pro termonukleární zdroj neutronů pro hybridní reaktor“. Zkušenosti získané při experimentech na hybridním reaktoru přispějí do mezinárodního projektu experimentálního termonukleárního reaktoru (ITER), který je ve výstavbě ve Francii. Ruské vědecké organizace vyvíjely pro ITER 25 různých systémů. Institut jaderné fyziky (INP) sibiřské  pobočky Ruské akademie věd se stane centrem integrace přínosu zahraničních účastníků do projektu ITER. Zde se mají sestavovat a testovat komponenty vyrobené v různých zemích. ITER by měl vyprodukovat první plazma v roce 2025.

 

Zdroj: http://www.neimagazine.com/news/newsrussia-develops-a-fission-fusion-hybrid-reactor-6168535/

(red)
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

Jak jste na tom s informační gramotností?

Jak se studenti druhého stupně základních škol orientují ve světě technologií, které nás obklopují? Jak zvládají aplikovanou matematiku? To ukáže jubilejní 10. ročník informační soutěže IT-SLOT, které se pravidelně účastní tisíce žáků 8. a 9. tříd základních škol z celé České republiky.

Cyklické změny teploty na Zemi

Paleoklimatologové hledají stopy vývoje teplot na Zemi v horninách a fosíliích. Dlouhodobé ochlazování začalo asi před 50 miliony lety, kdy byla průměrná globální teplota 14 °C. Tenkrát ještě nebyla na Zemi trvalá ledová pokrývka a hladina mořské vody byla o více než 70 m vyšší než dnes.

Záhadný lidský mikrobiom

Nedávný výzkum ukazuje, že naše tělo je domovem mikrobů, se kterými se věda předtím nesetkávala. Možná, že se kvůli nim bude i přepisovat strom života. Navíc může mít tato mikrobiální „temná hmota“ i vliv na zdraví.

MAAE zveřejnila nové odhady vývoje jaderné energetiky do roku 2050

MAAE zveřejnila 10. září své nejnovější projekce trendů v energetice, elektřině a jaderné energii do roku 2050. Výroční zpráva nabízí smíšený odhad budoucího příspěvku jaderné energie k celosvětové výrobě elektřiny v závislosti na tom, jak se budou potenciálně ...

Vyřeší největší problém větrných elektráren pojišťovny?

Závislost na počasí je největším problémem větrných elektráren nejen z hlediska jejich vlivu na stabilitu elektrizační soustavy, ale také z pohledu celkové i provozní ekonomiky. Když vítr nefouká, elektrárna nejen že nevyrábí, což dělá problémy v přenosové síti, ale ani nevydělává.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail