150 likes | 448 Views
Magfúzió. Készítette: Ács László. Energia termelés. Maghasadás Magfúzió Szabályozatlan: Csillagok Teller Ede: Hidrogénbomba (1952) Szabályozott: 30-40 évet jósoltak Jelenleg is 30-40 évet jósolnak. Átlagos kötési energiák. Példák magfúzióra. D + D 3 He (0,82 MeV) + n (2,45 MeV)
E N D
Magfúzió Készítette: Ács László
Energia termelés • Maghasadás • Magfúzió • Szabályozatlan:CsillagokTeller Ede: Hidrogénbomba (1952) • Szabályozott:30-40 évet jósoltak • Jelenleg is 30-40 évet jósolnak
Példák magfúzióra • D + D 3He (0,82 MeV) + n (2,45 MeV) • D + D T(1,01 MeV) + p(3,02 MeV) • D + T 4He(3,52 MeV) + n(14,1 MeV) • D + 3He 4He (3,66 MeV) + p (14,6 MeV)
Előnyök • Az „alapanyag” (D) szinte korlátlan mennyiségben rendelkezésre áll (izotóparány: 0,015%) • Az alapanyag nem veszélyes
Hátrányok • Potenciál-gát (Coulomb-erő) • A beindításához igen magas hőmérséklet kell.
Szabályozott termonukleáris fúzió • Folyamatos fenntartásához kell: • Kellően nagy részecskesűrűség • Kellően nagy hőmérséklet • Hosszú bezárási idő • Lawson kritérium: • nτ ≥ 1020sm-1 • n: részecskeszám • τ: bezárási idő
Lawson kritérium kielégítése • Jó szigetelés és alacsony sűrűség (hosszú az összetartási idő) – Mágneses plazmaösszetartás • Nagyon magas sűrűség, rövid összetartás (robbanás) – Inerciális fúzió
Inerciális fúzió • A sűrűség ~1000 szeresét kell elérni • Kisméretű kapszulák, általában lézeres besugárzás (egyszerre több lézer) • Hirtelen felmelegedés, lökéshullám keletkezik a kapszula felszínén ez nyomja össze az anyagot
Mágneses plazmaösszetartás • 100 millió °C-on az anyag mindenképp plazma-állapotban van • Tárolás kérdése (miben?) • A plazma elektromágnesesen kölcsönható anyag
Mágneses bezárás - cső • A plazmát egy csőbe helyezzük • Meg kell akadályozni, hogy a plazma kikerüljön a csőből • A csövet le kell zárni a két végén (mágneses tükrök)
Mágneses bezárás - tórusz • A tóruszra tekert csavart tekercsek (sztellarátor) • A tokamak a mágneses térszerkezetet a plazmagyűrűben körben folyó árammal állítja elő
Sztellarátor - Tokamak • A tokamakban a folytonos működéshez szükséges plazmaáram fenntartásának a nehézsége jelentkezik. Általában transzformátor segítségével indukálják, azonban így ez csak néhány tíz / száz másodpercig lehetséges • A sztellarátor berendezések nem igényelnek plazmaáramot, ezért ez a konfiguráció alapvetően folytonos működésre alkalmas.
Sztellarátor - Tokamak • A tokamakban a mágnese teret a plazmában folyó áram alakítja ki • A sztellarátorban a mágneses teret alapvetően külső tekercsekkel alakítják ki