Сферический токамак для производства энергии
Сферический токамак для производства энергии ( STEP ) — это концепция термоядерной установки сферического токамака, предложенная Управлением по атомной энергии Соединенного Королевства (UKAEA) и финансируемая правительством Великобритании. [1] [2] [3] Этот проект представляет собой предлагаемое для проверки устройство-преемник токамака ИТЭР концепции термоядерной установки, самого совершенного на сегодняшний день термоядерного реактора токамака, который должен получить « горящую плазму » в 2035 году. Целью проекта STEP является создание чистая электроэнергия от термоядерного синтеза в масштабе 2040 года. Джейкоб Рис-Могг , государственный секретарь Великобритании по вопросам бизнеса, энергетики и промышленной стратегии , объявил электростанцию West Burton A в Ноттингемшире своей площадкой 3 октября 2022 года во время конференции Консервативной партии . [4] Угольная электростанция на этом месте прекратила работу несколькими днями ранее. [5] Планируется, что реактор будет иметь электрическую мощность 100 МВт и будет обеспечивать себя тритием за счет воспроизводства топлива. [6]
Планы
[ редактировать ]В сентябре 2019 года Великобритания объявила о запланированных инвестициях в размере 200 миллионов фунтов стерлингов (248 миллионов долларов США) в разработку проекта STEP. Финансирование охватывает первоначальный пятилетний этап концептуального проектирования, а общие капитальные затраты оцениваются в несколько миллиардов фунтов стерлингов. STEP должен заработать к началу 2040-х годов. [7] В феврале 2023 года правительство Великобритании учредило новую организацию-поставщик STEP, UK Industrial Fusion Solutions Ltd., в рамках UKAEA. [8]
Планируемая установка в Великобритании основана на конструкции токамака , в которой магнитные поля используются для удержания плазмы тяжелых изотопов водорода, трития и дейтерия, которые плавятся под воздействием экстремальной температуры и давления. STEP будет вариантом базового токамака, сферического токамака , который удерживает плазму в форме яблока с сердцевиной. UKAEA MAST Upgrade начал работу в октябре 2020 года и станет важной основой для разработки проекта STEP. Сферический токамак [9] При общем диаметре всего около 10 м STEP будет относительно небольшим по сравнению с ИТЭР . Это значительно снижает стоимость, но также увеличивает нагрузку на применяемые материалы. [10]
Строительство STEP запланировано на три этапа. На первом этапе, с 2019 по 2024 год, должна быть создана комплексная концепция проекта реактора вместе со стратегией по накоплению портфеля интеллектуальной собственности и управлению техническими рисками. Кроме того, компания найдет площадку в Великобритании и создаст операционную основу для предприятия. На втором этапе, с 2025 по 2032 год, будет разработан инженерный проект, включая тестирование и оптимизацию подсистем, после чего на площадке STEP начнется ряд инженерных работ. На третьем этапе, с 2032 по 2040 год, СПР будет построен и сдан в эксплуатацию. [10]
Текущая цель реактора - электрическая мощность 100 МВт, и он будет производить собственный тритий с помощью модулей разведения трития. [6]
Цели и задачи
[ редактировать ]По данным UKAEA, STEP призван дополнять, а не заменять разработку термоядерного синтеза в частном секторе посредством синергии, такой как предоставление расширенного исследовательского набора объектов, интегрированной структуры проектирования, которая может как информировать деятельность частного сектора, так и служить для привлечения частного сектора. -отраслевая цепочка поставок компонентов и подсистем, нормативно-правовая база Великобритании для термоядерного синтеза и подготовка национальной рабочей силы в области термоядерного синтеза. [10]
Программа STEP предназначена для достижения следующих целей: [10]
- Предоставление результатов, которые помогут информировать нормативную базу термоядерного синтеза
- Стимулировать коммерческие инвестиции
- Внедряйте инновации, создавая решения, которые находят ближайшее применение в смежных секторах.
- Стимулировать рост цепочки поставок термоядерной энергии посредством партнерства
- Развивать навыки разнообразным и инклюзивным образом, обучая тех, кто будет обеспечивать объединенную мощь, и поддерживая рост навыков в смежных секторах.
- Поддержите промышленность в разработке проектов для первого коммерческого парка термоядерных реакторов, которые будут следовать за SPR [реактор-прототип STEP]
- Разработка нового сайта STEP и связанной с ним инфраструктуры.
См. также
[ редактировать ]- Сферический токамак Mega Ampere , построенный в Великобритании и модернизированный
- ИТЭР (первоначально Международный термоядерный экспериментальный реактор) находится в стадии строительства.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Андрей, Михай (22 октября 2019 г.). «Великобритания хочет через 20 лет построить первую в мире термоядерную электростанцию» . ЗМЭ Наука . Проверено 8 февраля 2021 г.
- ^ Гибни, Элизабет (11 октября 2019 г.). «Великобритания планирует построить первую в мире термоядерную электростанцию» . Природа . дои : 10.1038/d41586-019-03039-9 . ПМИД 33037417 . S2CID 208833905 .
- ^ Эллисон, Питер Рэй (15 декабря 2020 г.). «В поисках доступного термоядерного синтеза к 2040 году Великобритания» . Би-би-си . Проверено 8 февраля 2021 г.
- ^ Роу, Тони; Смит, Алекс (3 октября 2022 г.). «На электростанции Вест-Бертон А будет построена установка ядерного синтеза» . Новости Би-би-си . Проверено 4 октября 2022 г.
- ^ Эдвардс-Эванс, Генри (21 марта 2021 г.). «EDF Energy подтверждает закрытие в конце сентября 2022 года угольной электростанции West Burton A» . СПГлобал . Проверено 22 марта 2021 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Взаимодействие с партнерами по всему заводу» (PDF) . Веб-портал STEP UKAEA . 22 февраля 2023 г. Проверено 4 апреля 2023 г.
- ^ Дэниел Клерри (2 декабря 2020 г.). «Великобритания ищет место для первой в мире термоядерной электростанции» . Научный журнал . дои : 10.1126/science.abf9768 . S2CID 230611562 .
- ^ Гамильтон, Кирсти (7 февраля 2023 г.). «Министр науки объявляет о новом органе-поставщике проекта термоядерного синтеза в Вест-Бёртоне» . Уорксоп Хранитель .
- ^ Ринкон, Пол (29 октября 2020 г.). «Эксперимент по термоядерному синтезу ЕВРОАТОМ в Великобритании используется в поисках чистой энергии» . Новости BBC онлайн . Проверено 30 октября 2020 г. .
- ^ Перейти обратно: а б с д Уилсон, Ховард; Чепмен, Ян; Дентон, Трис; Моррис, Уильям; Патель, Бхавин; Восс, Гарри; Уолдон, Крис; Команда STEP (2020), «STEP — на пути к коммерциализации термоядерного синтеза» , Коммерциализация термоядерной энергии , IOP Publishing, doi : 10.1088/978-0-7503-2719-0ch8 , ISBN 978-0-7503-2719-0 , S2CID 234565909 , получено 13 декабря 2021 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Официальный сайт
- Сферический токамак для производства энергии на веб-сайте Калхэмского центра термоядерной энергетики
Термоядерная энергия , процессы и устройства | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Основные темы |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Процессы, методы |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Устройства, эксперименты |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
