referaty.sk – Všetko čo študent potrebuje
Emília
Nedeľa, 24. novembra 2024
Termonukleární fúze
Dátum pridania: 14.08.2008 Oznámkuj: 12345
Autor referátu: adamsuja
 
Jazyk: Čeština Počet slov: 5 270
Referát vhodný pre: Stredná odborná škola Počet A4: 14.3
Priemerná známka: 2.97 Rýchle čítanie: 23m 50s
Pomalé čítanie: 35m 45s
 
Pokud tedy dokážeme vytvořit plazma o dostatečné teplotě, je třeba najít způsob, jak ho při této teplotě udržet a využít jeho energii:

Metoda elektrodynamického stlačení (pinch-efekt). Aby se získalo plazma a udrželo se při teplotě několika desítek miliónů stupňů, je toto plazma třeba izolovat od stěn nádoby, v níž je uzavřeno. Jinak plazma ztratí svou energii tepelnými ztrátami, především vyzařováním těžkých příměsí, jimiž je stěny nádoby „znečistí“.

K termoizolaci plazmatu bylo při prvních pokusech použito komprese plazmatu vlastním magnetickým polem (pinch-efekt). Je známo, že rovnoběžně tekoucí proudy se přitahují. Jestliže uvnitř válcové výbojové trubice uskutečníme výboj, začne plazma komprimovat, zužovat se k ose trubice. Stlačující se výbojová vrstva složená z elektronů, iontů (a jimi unášených reziduálních atomů plynu) je urychlována, dosáhne středu, a tam dojde k vzájemnému sražení vrstev. To má za následek prudké zvýšení tlaku a teploty přechodem kinetické energie uspořádaného pohybu v energii tepelnou. Vzniklý vysoký tlak a teplota způsobí expanzi plazmatu. Takovéto pulsy mohou nastat několikrát.

Procesy probíhající ve výbojové trubici jsou celkově dost složité.

Dále existuje ještě několik metod vytvoření a udržení plazmatu, např. toroidální výboje nebo magnetické pasti. Využívají magnetického pole cívek, které plazma udržuje v určitém objemu. Mezi magnetické pasti patří i stelarátor – toroidální komora zkroucená do tvaru osmičky opatřená vinutím vytvářejícím podélné magnetické pole.

Na podobném principu jako stelarátor pracuje i tzv. tokamak (viz obr. vpravo). Plazma se pohybuje ve vakuu v duté cívce transformátoru, aniž by se dotýkalo stěn. Dochází k velice složitým jevům, jejichž výsledkem je postupné ohřátí plazmatu na teplotu, při níž nastává termojaderná syntéza.

Provoz tokamaku

Provoz s hmotným limiterem

Za normálních podmínek se magnetické povrchy uzavírají do sebe a okraj plazmatu je vymezen magnetickým povrchem, který se dotýká limiteru (vakuové clony). Limiter je vyroben z materiálu snášejícího vysoké teplotní zatížení.

Díky limiteru je stěna vakuové komory chráněna před neúměrným zatížením při dopadu vysokoenergetických částic: částice, které unikly z centrální oblasti plazmatu, pohybující se však i nadále podél siločar magnetického pole, dopadnou na limiter.

Konfigurace nulového X-bodu

Tvar plazmatu je možné zadat tak, aby se vytvořila siločára toroidálního magnetického pole v místě, kde je poloidální pole nulové. Toto místo se nazývá nulový X-bod nebo též magnetický limiter. Směrem dovnitř od tohoto bodu jsou všechny magnetické povrchy uzavřené, směrem ven končí siločáry na stěnách komory. Může být vytvořena konfigurace s jedním nebo dvěma nulovými body na posledním uzavřeném magnetickém povrchu. Při práci v konfiguraci s X-bodem a s dodatečným ohřevem se může udržení plazmatu chovat buď stejně jako by plazma bylo ohraničeno pevným materiálovým limiterem - tento režim je nazýván „mód s nízkým udržením" (L-mód) - nebo může za určitých podmínek přejít do tzv. „módu s vysokým udržením" (H-mód), v němž je udržení plazmatu značně zlepšeno.

Disrupce (přetržení sloupce plazmatu)

Je-li při daném proudu plazmatem překročena jistá maximální možná hustota, dochází k přetržení (rozpadu) prstence plazmatu. Udržení plazmatu je náhle narušeno a elektrický proud klesá velmi rychle na nulu. V tomto okamžiku působí na součásti zařízení velké mechanické a tepelné rázy.

Inerciální udržení (ICF)

Jinou možností, jak dosáhnout termojaderné fúze, je extrémně rychlé ohřátí hmoty, kdy prudké zvýšení teploty zabrání vnějším vlivům v působení na reagující hmotu. K provedení takové operace je nutné vytvořit tabletu zmrazeného vodíku, která se spustí do speciální komory. Zde ji zasáhne puls energie laseru namířeného z několika směrů. Tímto rychlým zásahem nastanou v tabletě podmínky pro jadernou fúzi. Během zlomku sekundy (asi 2.10-9 sekundy) se vytvoří využitelná energie. Toho by se mělo dosáhnout neustálým bombardováním stále nových vodíkových tablet laserem. Takto výkonné zařízení nebylo doposud zkonstruováno.

 
späť späť   1  |  2  |   3  |  4  |  5  |  ďalej ďalej
 
Copyright © 1999-2019 News and Media Holding, a.s.
Všetky práva vyhradené. Publikovanie alebo šírenie obsahu je zakázané bez predchádzajúceho súhlasu.