راکتور گداخت هسته ای-قسمت دوم - آکا
در این قسمت به معرفی روشهای رسیدن به دما و فشار گداخت هسته ای و همچنین مزایای این روش ها پرداخته شده است,

محصور سازی مغناطیسی

دو راه برای رسیدن به فشار و دمای لازم برای همجوشی یا گداخت هسته ای هیدروژن وجود دارد:

1) محصور سازی مغناطیسی: استفاده از میدان های مغناطیسی والکترونیکی برای گرما دادن و فشردن پلاسمای هیدروژن پروژه ITER در فرانسه از این متد استفاده می کند.

2) محصور سازی لختی: از اشعه لیزر و یا اشعه یونی برای گرما دادن پلاسمای هیدروژن استفاده می کند.

دانشمندان این دستیابی آزمایشگاهی را در مرکز ملی گداخت در آزمایشگاه "لارنس لیور مور" در ایالات متحده آمریکا مطالعه می کنند.

در ابتدا روش محصور سازی مغناطیسی را مورد بررسی قرار می دهیم:

میکروویو ها، پرتوهای الکتریکی و ذرات خنثی شتاب دهنده ها،جریان گاز هیدروژن را گرم می کنند. این گرما گاز را به پلاسما تبدیل می کند؛ پلاسما توسط یک میدان مغناطیسی قوی و با هدایت پذیری بالای این میدان مغناطیسی فشرده می شود. و به این وسیله باعث می شود که گداخت هسته ای اتفاق بیفتد.

کار آمد ترین میدان مغناطیسی این پلاسما به صورت حلقه ای است. میدان چنبره ای که یون ها در مسیر مارپیچی حرکت می کنند. راکتوری که به این صورت است " ,راکتور گداخت هسته ای,توکامک,مقالات فیزیک

- نحوه انجام فرایند:

1) راکتور گداخت هسته ای جریان دوتریم و تریتیم سوخت را به شکل دمای بالای پلاسما گرم خواهد کرد. لاسما فشرده می شود و گداخت اتفاق می افتد. نیرویی که نیاز است تا واکنش گداخت شروع شود حدود 70 مگا وات است.اما نیروی بازده این واکنش حدود 500 مگا وات است.واکنش گداخت حدود 300 تا 500 ثانیه طول خواهد کشید.                              

2) روکش لیتیم بیرون محفظه فعل و انفعال پلاسما،برای ساختن سوخت تریتیم بیشتر،انرژِی بالای نوترون را از واکنش گداخت جذب خواهد کرد.همچنین روکش لیتیم به وسیله نوترون گرم می شود.

3) گرما با حلقه خنک کننده آب تبادلگر گرمایی انتقال می یابد و به بخار تبدیل می شود.

4) بخار،توربین الکتریکی را برای تولید الکتریسیته حرکت می دهد.

5) بخار متراکم می شود و برای جذب بیشتر گرما در تبادلگر گرمایی،به آب تبدیل می شود.

در ابتدا توکامک ITER مناسب بودن راکتور گداخت هسته ای مورد را آزمایش  می کند و در نهایت به نیروگاه برق گداخت هسته ای آزمایشی تبدیل می شود.

محصور سازی لختی

مرکز ملی گداخت NIF در آزمایشگاه لارنس لیور مور،استفاده از اشعه لیزر را برای القا کردن گداخت آزمایش می کند.در دستگاه این مرکز 192 اشعه لیزر در یک نقطه،در محفظه هدف که جسم سیاه نامیده می شود و با قطر  10 میلی متر، متمرکز می شود.جسم سیاه،محفظه ای است که دیوارها در وضع ثابت و پایدار تابشی با انرژی تابشی درون محفظه هستند.

در نقطه کانونی درون محفظه هدف،گلوله ای به اندازه نخود،از جنس دوتریم-تریتیم،روکش شده در لوله کوچک پلاستیکی،وجود دارد.قدرت لیزر(8.1 میلیون ژول) لوله را گرم میکند و اشعه X تولید می کند.گرما و تابش گلوله را به پلاسما تبدیل می کند و پلاسما را فشرده می کند تا زمانی که گداخت رخ دهد.واکنش گداخت عمر کوتاهی دارد در حدود یک میلیونم  ثانیه؛اما بازده آن 50 تا 100 بار بزرگتر ازانرژی است که در ابتدا برای واکنش گداخت وارد کردیم.

یک راکتور از این نوع ممکن است چند هدف داشته باشد که برای تولید گرما این اهداف مشتعل خواهند شد.

دانشمندان تخمین می زنند که میتوان برای بالا بردن کارایی نیروگاه برق گداخت هزینه اهداف را تا حد قابل توجهی پایین آورد.

مزایای  گداخت:

اصلی ترین کاربرد گداخت هسته ای تولید الکتریسیته است.گداخت هسته ای می تواند یک

منبع : tebyan.net

منبع : بخش مقالات علمی آکاایران
برچسب :