Следим за вольфрамовым токамаком WEST

Сегодня появилась статья «Установлен термоядерный рекорд для вольфрамового токамака WEST».

Интерьер WEST, вольфрамовая (W) среда в стационарном токамаке, где был достигнут рекорд термоядерного синтеза. 

Исследователи из Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США (DOE) установили новый рекорд для термоядерного устройства, покрытого вольфрамом, элементом, который может лучше всего подойти для машин коммерческого масштаба, необходимых для того, чтобы сделать термоядерный синтез жизнеспособным источником энергии для всего мира. Я был в этой лаборатории в начале 90-х прошлого века. Тогда у них время удержания плазмы составляло несколько секунд. 

Устройство поддерживало плазму горячего синтеза с температурой около 50 миллионов градусов Цельсия в течение рекордных шести минут с 1,15 гигаджоулем энергии, на 15% большей энергией и вдвое большей плотностью, чем раньше. Плазма должна быть одновременно горячей и плотной, чтобы вырабатывать надежное питание для сети.

Рекорд был установлен в термоядерном устройстве, известном как WEST,  вольфрамовая (W) среда в стационарном токамаке, который эксплуатируется Французской комиссией по альтернативным источникам энергии и атомной энергии (CEA). PPPL уже давно сотрудничает с WEST, которая входит в группу Международного агентства по атомной энергии по координации международных вызовов в области долгосрочной эксплуатации (CICLOP).

Эта веха представляет собой важный шаг на пути к целям программы CICLOP. Исследователи представят статью для публикации в ближайшие несколько недель.

«Нам нужно создать новый источник энергии, и этот источник должен быть непрерывным и постоянным», — сказал Ксавье Литодон, ученый CEA и председатель CICLOP. Литодон сказал, что работа PPPL в WEST является отличным примером. «Это прекрасные результаты. Мы достигли стационарного режима, несмотря на то, что находимся в сложных условиях из-за этой вольфрамовой стены». Реми Дюмон (Remi Dumont), глава группы экспериментов и разработок плазмы Института исследований магнитного синтеза CEA, был научным координатором эксперимента, назвав его «впечатляющим результатом». Исследователи PPPL использовали новый подход для измерения нескольких свойств плазменного излучения. Их подход включал в себя специально адаптированный детектор рентгеновского излучения, первоначально изготовленный производителем электроники DECTRIS, а затем встроенный в токамак WEST, машину, которая удерживает плазму — сверхгорячее четвертое состояние вещества — в сосуде в форме пончика с помощью магнитных полей. «Рентгеновская группа в отделе перспективных проектов PPPL разрабатывает все эти инновационные инструменты для токамаков и стеллараторов по всему миру», — сказал Луис Дельгадо-Апарисио, руководитель перспективных проектов PPPL и ведущий научный сотрудник по физическим исследованиям и проекту рентгеновского детектора. Это лишь один из примеров сильных сторон PPPL в диагностике: специализированные измерительные инструменты, используемые в данном случае для определения характеристик плазмы горячего синтеза.

«Сообщество специалистов по термоядерному синтезу плазмы было одним из первых, кто протестировал технологию гибридного подсчета фотонов для мониторинга динамики плазмы», — сказал руководитель отдела продаж DECTRIS Николя Пиле. «Сегодня WEST добились беспрецедентных результатов, и мы хотели бы поздравить команду с успехом. Плазменный синтез – это увлекательная научная область, которая открывает большие перспективы для человечества. Мы невероятно гордимся тем, что вносим свой вклад в это развитие с помощью наших продуктов, и очень рады нашему отличному сотрудничеству».

Ученые всего мира пробуют различные методы надежного извлечения тепла из плазмы, пока она подвергается термоядерной реакции. Но это оказалось особенно сложной задачей, отчасти потому, что плазма должна быть ограничена достаточно долго, чтобы сделать процесс экономичным при температурах, намного более горячих, чем центр Солнца.<Предыдущая версия устройства — Tore Supra — достигала немного более длительной реакции, но в то время внутренняя часть машины была сделана из графитовых плиток. В то время как углерод облегчает окружающую среду для длительных планов, он может не подходить для крупномасштабного реактора, потому что углерод имеет тенденцию удерживать топливо в стенке, что будет неприемлемо в реакторе, где эффективное извлечение трития из камеры реактора и его повторное введение в плазму будет иметь первостепенное значение. Вольфрам выгоден для удержания гораздо меньшего количества топлива, но если даже незначительное количество вольфрама попадет в плазму, излучение от вольфрама может быстро охладить плазму. «Среда с вольфрамовыми стенками намного сложнее, чем с использованием углерода», — сказал Дельгадо-Апарисио. «В этом и заключается разница между попыткой схватить котенка дома и попыткой погладить самого дикого льва».

Свои комментарии представлю завтра. Однако, помните, что исследователи предоставят полный отчёт не скоро.

#62659 Желя :

А  если  послезавтра  нам  предоставят отчёт, то  какие  гарантии,  что  он будет  полным  реальностями,  а  не вымыслами?  

Уважаемый Желя!

Вот тут мой сосед из Канады постоянно обвиняет меня в философствовании, хотя я пишу исключительно об экспериментах в физике. В данном случае нам ничего другого не остаётся как ждать обещанных деталей. 

Меня как-то пригласили в Принстонскую лабораторию физики плазмы (PPPL) Министерства энергетики США (DOE). С виду она была в очень скромном здании. Как сам Принстон. Я после переезда в США его посетил. Не знаю почему, но для меня святые места, это те, где творили гениальные учёные. А в Принстоне жил Эйнштейн.

Например, когда я учился в университете. то Васильевский остров для меня был как Иерусалим для верующих. Достаточно только сказать об Эйлере. И он и я топтали гранитные плиты у Невы.

И в первый же год я побывал проездом в Таллахасси, где похоронен Дирак. Вряд ли бы без этого я бы проникся его идеями.

Без этого трудно быть полноценным физиком. Например, совершенно естественно, что априорная теория всего была завершена в Нью-Йорк. Здесь родились многие физики, а ещё больше работали.

А для электриков святых мест нет. Где ни плюнь, обязательно попадёшь в электрика. Вот поэтому электрики и неприкаянные. 

Ладно, меня на воспоминания навело. Придётся про  вольфрам в следующем комментарии.

#62667 Желя :

#62665 Александр Рыбников :

А для электриков святых мест нет. Где ни плюнь, обязательно попадёшь в электрика. Вот поэтому электрики и неприкаянные. 

Это  для хамствующих  физиков  святых  мест нет.  Где ни  плюнь,  обязательно  попадёшь  в  мерзавца  с дипломом  физика. 

Я Вам привёл несколько примеров. А Вы ни одного.

Потому, что для хамов как Вы нет ничего святого.

Вот  поэтому  физики,  те,  что  нагло хамят,  идиоты. 

Опять же нет примеров. Только бла-бла-бла. Из Вас писатель как...

#62682 Желя :

#62669 Александр Рыбников : 

Я Вам привёл несколько примеров. А Вы ни одного.

Потому, что для хамов как Вы нет ничего святого.

Опять же нет примеров. Только бла-бла-бла. Из Вас писатель как...

Мне  примеры  после  вашего  хамства  не нужны.  Сколько  раз  просил  не  хамить?  Не можете  не  хамить,  не  отвечайте,  не  обижусь.  Если  вы,  идиот,  не  поняли  о  ком  идёт  речь,  поясняю:  о  вас,  хам  и  мерзавец Рыбников.  Так  понятно?  

Вы как всегда голословны. Вы воспринимаете меня хамом потому, что не знаете физику, а я заведомо профессиональный физик.

Вы надеетесь на поблажку, а в дискуссиях поблажек не бывает. 

Радуйтесь, что не на ринге.

 в Принстоне жил Эйнштейн очень бедно. Потому он даже воровал сигареты у Нильса Бора из его рабочего стола. Почему он не мог их у него попросить?

Из этой очередной рекламы по адресам

https://www.pppl.gov/news/2024/fusion-record-set-tungsten-tokamak-west

https://qz.com/new-fusion-record-achieved-tungsten-encased-reactor-1851459488

ясно: до коммерческого термоядерного синтеза им лет 20-30. Для этого нужна температура  100 миллионов С + высокая плотность + материалы + специалисты. Ничего этого y них нет. Американцы отстающие позади европейского Токамака во Франции в результатах. Но у них огромная реклама для америкацев. Но на многих она не действует. Они из мухи изображают слона. Они ждут, когда во Франции сделают коммерческий термояд, затем наймут команду физиков из Франции из города Караш, как Элона Маска.

 Достаточно. Это (  https://sfiz.ru/forums/post/62682#62682  https://sfiz.ru/forums/post/62682#62682) стало последней каплей.

Начиная с 08.05.24 13.00 субъекту с ником Желя ЗАПРЕЩАЕТСЯ публиковать сообщения на данном форуме.

Причина: систематическое грубое нарушение правил форума.

#62689 marsdmitri :

… наймут команду физиков из Франции из города Караш...

Ну, совсем далёк от физики. Во всём мире следят, что происходит в Кадараш — это исследовательский центр ядерной энергетики, расположенный в департаменте Буш-дю-Рон, Прованс-Альпы-Лазурный берег, на юге Франции. Он занимает площадь 1625 га и расположен в месте впадения реки Вердон в Дюранс, на территории коммуны Сен-Поль-ле-Дюранс. 

Кадараш был выбран местом для создания экспериментального термоядерного реактора ITER

Как можно прикидываться знатоком физики и не знать про Карадаш?

Я лично узнал про этот город когда был студентом. Мне назначили руководителем диплома физика, который 3/4 года проводил в Карадаше.

Итак, французский токамак WEST установил новый рекорд, удерживая плазму с температурой около 50 млн градусов Цельсия в течение 6 минут. Это стало возможным благодаря использованию внутренней облицовки реактора вольфрамом — металлом с чрезвычайно высокой температурой плавления в 3420 °C.

Вольфрам позволяет достичь более высокой плотности и температуры плазмы, необходимых для поддержания термоядерной реакции. Это достижение имеет важное значение для разработки коммерчески жизнеспособного термоядерного реактора. Температура и время удержания являются ключевыми параметрами на пути к практическому использованию термоядерной энергии. Чем выше температура и чем дольше она поддерживается, тем больше шансов запустить самоподдерживающуюся термоядерную реакцию. Вольфрамовый токамак WEST демонстрирует потенциал для чистого и практически неисчерпаемого источника энергии без радиоактивных отходов.

А вот это бабушка надвое сказала. Я хорошо знаком с применением вольфрама в «ЯЭУ Енисей» (Енисей (ядерная энергетическая установка) — Википедия (wikipedia.org)). Это был не просто вольфрам, а трубка из кристалла вольфрама. Сам по себе кристалл из вольфрама столь же хрупкий как стекло. Однако, при нагреве он становится пластичным.

Ох уж эти мне экспериментаторы! Как всегда дурят народ. Оказывается этот французский токамак уже работал под именем Tore Supra с 1988 по 2010 год. Tore Supra  долгое время был единственным токамаком такого размера со сверхпроводящими тороидальными магнитами, позволяющими создавать сильное постоянное тороидальное магнитное поле. После серьезной модернизации с установкой вольфрамовых стен и дивертора токамак был переименован в WEST. Обновление до WEST происходило в период с 2013 по 2016 год. WEST работает с 2016 года. Tore Supra является рекордсменом по длительности плазмы для токамака (6 минут 30 секунд и более 1000 МДж энергии, введенной и извлеченной в 2003 году), и это позволило исследователям протестировать критически важные части оборудования, такие как плазменные компоненты стенок или сверхпроводящие магниты, которые будут использоваться в его преемнике. 

Так что, пока все результаты те же, что и много лет назад. Как я понимаю физики из Принстона подарили им списанный детектор плазмы. Ох уж эти франкофоны! Всё цельнотянутое.

#62766 marsdmitri :

 кристалл  алмаза более хрупок, чем  вольфрам.

Я Вам уже много раз говорил, что из-за незнания русского языка Вы не можете выразить возможно даже мудрые мысли. Ну, с какого бодуна Вы начали предложение с маленькой буквы? Что Вы этим хотели сказать? 

W менее твердый, чем хром.

Может быть и так, но в холодном состоянии. А в горячем нет проблем. Вы никак не можете понять, что Вы страшно далеки от физики, конструирования и реальной жизни в Канаде.

Но разве кристалл хрома хрупкий, как стекло?

А кто говорил о кристалле хроме? Я говорил о кристалле вольфрама. Печально, что Вы совсем не владеете русским и не можете нас понять, а мы Вас не можем понять. Зачем такой модератор нужен?

Говорить о хрупкости бессмыслено, если не говорят при  какой температуре он используется и при каких нагрузках.Инженеры будут над вами смеятся.

Пока мы смеёмся над Вами.

Teплоносители в Токамаках — только металлические, например из лития.

Ха-ха-ха! Teплоносители не могут быть из! 

Енисей ( название от балды) - это лабораторный экспонат. Никогда не был в космосе, нигде не применяется, кроме рекламы советского военно промышленного комплекса. Он предназначен для выставок, как и Рд-0410.

Когда ,, Енисей" привезли в США, то специальная команда  военных там очень нагло себя повела с российскими инженерами, которые его привезли. Мне об этом рассказывали  российские инженеры.  Они захотели быстро его увезти на военную базу без разговоров.

Какие российские инженеры? Теперь ясно, что Вы были одним из чекистов, которые были включены в делегацию чиновников из министерства. Из ЦКБМ поехали 2 или 3 начальника, которые и консультировали руководителей делегации. Там была очень сложая игра. Для отправки в США был изготовлен липовый макет. Его возили по американским городам как русского медведя по ярмаркам. По простой причине. В то время уже не было возможности изготовить дорогущую ЯЭУ.  Я узнал об этом, когда отдел переводчиков получил обратное задание: перевести часть документации с русского на английский. В чистом виде шпионаж. И сказал жене, что мы можем уезжать.

А Вы совсем не в курсе, что ЯЭУ «Енисей» был уже готов к реальной эксплуатации в 1974, когда я начал работать в ЦКБМ. Проблема была с заказчиком. Это заказчик не смог завершить свой проект, для которого и был сделан «Енисея». В результате пока я там работал, срок работы  «Енисея» был доведён до 7 лет. Это было чудо! Даже на МКС космонавты иногда не могли оторвать установленные снаружи некие образцы, а здесь в вакууме при 600 градусах Кельвина на внешних поверхностях работала механическая система регулирования реактивности реактора.

К сожалению, проект  пролетел из-за развала СССР.  Для производства «Енисея» ЦКБМ создал кооперацию из 250 организаций. Весьма важной составляющей был завод «Двигатель» в Таллине. В центральной эстонской газете каждую неделю появлялась статья об этом заводе. Можно сказать, что он кормил всю Эстонию. 

После отсоединения Эстонии пропала и ЯЭУ «Енисей».

Сегодня в статьях ничего нового нет.

Оказывается, что кроме французского токамака WEST есть более продвинутый китайский поскольку ветер с востока всегда одолевает ветер с запада. Китайская Академия наук недавно записала на свой счет новый рекорд в области термоядерного синтеза. Реактор-токамак EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak), который называют «китайским искусственным Солнцем», смог удержать в стабильном состоянии плазму, нагретую до температуры в 70 миллионов градусов Цельсия на протяжении 1056 секунд (17 минут и 36 секунд). Отметим, что никогда ранее ни в одном из экспериментов с высокотемпературной плазмой еще никому не удавалось перешагнуть отметку в 1000 секунд.

Напомним, что работы над реактором EAST являются частью масштабной международной программы по созданию реактора термоядерного синтеза следующего поколения ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Реактор ITER должен будет удерживать в своей камере плазму с температурой около 150 миллиона градусов. Такая температурная точка уже была достигнута в камере реактора EAST, в прошлом году, в одном из экспериментов он смог удерживать плазму с температурой в 160 миллионов градусов на протяжении 20 секунд, а чуть позже — на протяжении 101 секунды, правда температура при этом была понижена до 120 миллионов градусов.

С первого взгляда кажется, что работа с плазмой, нагретой до 70 миллионов градусов, уже мало интересна кому бы ни было. Ведь при такой температуре в плазме еще не могут идти реакции термоядерного синтеза. Но это несколько не так, целью последнего эксперимента является проверка возможности камеры и других элементов реактора выдерживать воздействие сверхвысоких температур на протяжении достаточно длительных промежутков времени.

Кроме этого, во время последнего эксперимента, длительную «проверку боем» прошли другие системы реактора — силовая система, магнитная система, которая создает сильнейшие магнитные поля, удерживающие и сжимающие плазменный шнур, и система защиты внутренних стенок камеры реактора от длительного перегрева.

И в заключении следует отметить, что все самые последние достижения в области термоядерного синтеза уже вряд ли найдут воплощение в конструкции реактора ITER, строительство которого уже ведется полным ходом. Вероятно, все это окажет влияние уже на конструкцию реактора следующего поколения EUROfusion DEMO, который будет иметь большую эффективность, чем реактор ITER. Если реактор ITER будет вырабатывать 500 МВт энергии, затратив на это 50 МВт, показатель эффективности Q=10, то реактор DEMO будет вырабатывать 2 ГВт, затратив на это 80 МВт энергии. Другими словами, его показатель эффективности Q уже будет равен 25.

И, согласно имеющимся планам, реактор EUROfusion DEMO должен начать свою работу в 2051 году.