ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ И ЕГО ОГРОМНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ БУДУЩЕГО МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ
(Стр. 114-121)

Подробнее об авторах
Онгена Джозеф заместитель директора лаборатории физики плазмы Королевской военной академии Бельгии, партнер трехстороннего кластера Euregio (TEC), Брюссель, Бельгия
Королевская военная академия Бельгии; Euregio (TEC), Брюссель, Бельгия
Чтобы читать текст статьи, пожалуйста, зарегистрируйтесь или войдите в систему
Аннотация:
Мировая энергетическая проблема ставит масштабную задачу «декарбонизации» нынешней энергетической системы, извлекающей ~85% первичной энергии из ископаемых источников. В настоящее время предлагаются только два варианта сокращения выбросовCO 2: возобновляемая энергия (солнце, ветер, вода, ...) или атомная энергетика. Их вклады в мировой энергетический баланс: ~2% ветра и солнца, непостоянных по своей природе, ~6% гидроэнергетики и ~5% атомная энергетика, должны быть значительно увеличены за относительно короткое время для достижения целей, поставленных политиками. Сегодня в ряде стран, и в частности в ЕС, наблюдается растущая тенденция к исключению атомной энергетики из общего баланса производства энергии. Поэтому, при существующих в настоящее время энергетических технологиях, вряд ли «декарбонизация» энергетики является возможным путем, поскольку не позволит избежать трудностей в энергоснабжении. Следовательно, дополнительные экологически безопасные варианты производства энергии будут приветствоваться. Термоядерный синтез является таким кандидатом, причем очень важным из-за его неотъемлемых свойств: практической неисчерпаемости, отсутствия производства парниковых газов или долгоживущих отходов и безопасности. В статье изложены принципы магнитного удержания термоядерной плазмы и описаны два основных варианта установок для магнитного удержания - токамак и стелларатор. Рассмотрено современное состояние магнитного термоядерного синтеза и кратко представлены следующие шаги в освоении энергии синтеза, ITER и DEMO.
Образец цитирования:
Онгена Д.., (2018), ТЕРМОЯДЕРНЫЙ СИНТЕЗ И ЕГО ОГРОМНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ДЛЯ БУДУЩЕГО МИРОВОЙ ЭНЕРГЕТИКИ. Computational nanotechnology, 1: 114-121.
Список литературы:
World Population Prospects: the 2017 Revision // United Nations Population Division, data up to 2100 in the various variants; avail ble on http://esa.un.org/unpp. For detailed data tables see https:// esa.un.org/unpd/wpp/Download/Standard/Population/ and look for Standard Projections, «Total Population».
Historical International Energy Statistics - EIA - Department of Energy. Washington DC, USA, avalaible on-line.
David JC MacKay, Sustainable Energy - without the hot air. UIT Cambridge UK (2009), ISBN 978-0-9544529-3-3. Free downloadable from www.withouthotair.com.
Kleemann M. Aktuelle wirtschaftliche und ökologische Probleme bei der Nutzung regenerativer Energiequellen // Elektrowärme International. 49, Issue A2, A62-70 (Juni 1991) Vulkan Verlag, Essen 1991.
UK Parliamentary Office of Science and Technology. Postnote 268 (October 2006), www.parliament.uk/parliamentary_offices/post/ environment.cfm).
Jefferson M. Energy efficiency and sustainability // Proc. of the 44th Session of the International Seminar on Nuclear War and Planetary Emergencies, Erice (Italy) - August 19-24, 2011.
Frondel M., Ritter N., Schmidt C.M., Vance C. Economic Impacts from the Promotion of Renewable Energies: The German Experience. Energy Policy, 38, 4048 - 4056 (2010).
Development and integration of renewable energy: lessons learned from Germany // Finadvice, Aldiswil, June 2014. Free downloadable from: http://www.finadvice.ch/files/germany_lessonslearned_final_071014.pdf.
Vahrenholt F. Germany’s Energiewende: a disaster in the making // presentation given at the UK House of Commons on 17 January 2017.
Hans-Werner Sinn. Buffering volatility: A study on the limits of Germany’s energy revolution // European Economic Review 99, 130-150 (2017).
Atzeni S. J. Meyer-ter-Vehn, in The Physics of Inertial Fusion: Beam Plasma Interaction, Hydrodynamics, Hot Dense Matter (Oxford University Press, Oxford). 2004, ISBN-13: 978-0198562641. http://pntpm.ulb.ac.be/nacre.htm; described in Angulo C. et al. // Nucl. Phys. A656, 3-187 (1999)
Knaster J. et al. Materials for fusion research // Nature Phys. 12, 424-434 (2016).
Maisonnier D. et al. A Conceptual Study Of Commercial Fusion Power Plants // Final Report of the European Fusion Power Plant Conceptual Study (PPCS). EFDA-RP-RE-5.0, April 13th, 2005.
Wolf R.C. et al. Major results from the first plasma campaign of the Wendelstein 7-X stellarator // Nucl. Fusion. 57, 102020 (2017).
Hemsworth R. et al. Status of the ITER heating neutral beam system // Nucl. Fusion. 49, 045006 (2009).
Sonato P. et al. Status of PRIMA. The Test Facility for ITER Neutral Beam Injectors»: Proc. 3rd Int. // Symp. On Negative Ions, Beams and Sources (NIBS 2012, 3-7 Sept. 2012, Jyväskylä, Finland); published in AIP Conf. Proc. 1515, 549-558 (2013).
Grisham L.R. et al. Recent improvements to the ITER neutral beam system design // Fus. Eng. and Design. 87, 1805 (2012).
Sonato P. et al. The ITER full size plasma source device design // Fus. Eng. and Design. 84, 269 (2009).
Goldston R.J. Energy confinement scaling in Tokamaks: some implications of recent experiments with Ohmic and strong auxiliary heating // Plasma Phys. Control. Fusion. 26, 87-103 (1984).
Kaye S.M. & Goldston R.J. Global energy confinement scaling for neutral-beam-heated tokamaks // Nucl. Fusion. 25, 65-69 (1985).
Ryter F. et al. Electron heat transport studies // Plasma Phys. Control. Fusion. 48, B453-B463 (2006).
Fasoli A. et al. Computational challenges in magnetic-confinement fusion physics // Nature Phys. 12, 411-423 (2016).
Dnestrovskii Yu.N. Self-Organization of Hot Plasmas. ISBN 978-3-319-06802-2. Springer Verlag (2015).
Razumova K.A. Features of self-organized plasma physics in tokamaks // Plasma Phys. Control. Fusion. 60, 014037 (2018).
Pereverzev G.V., Yushmanov P.N. ASTRA, Automated System for Transport Analysis // Report IPP 5/98, Max-Planck-Institute fur Plasmaphysik, 2002.
Dnestrovski Yu.N. and Kostomarov D.P. International Conference on Plasma Confinement in Closed Systems // Dubna, 1969.
Abstracts of Contributed Papers, Moscow, 1969. Р. 41.
Hawryluk R.J. An Empirical Approach to Tokamak Transport: in Physics of Plasmas Close to Thermonuclear Conditions / ed. by B. Coppi et al. (CEC, Brussels, 1980). Vol. 1. Рp. 19-46.
Ongena J., Evrard M., McCune D. Numerical Transport Codes» // Proceedings of the Third Carolus Magnus Summer School on Plasma Physics (Spa, Belgium, Sept 1997) and published in Transactions of Fusion Technology. 33, No. 2T. Рp. 181-191 (1998).
Lawson J.D. Some Criteria for a Useful Thermonuclear Reactor // Atomic Energy Research Establishment, 1955.
Lawson J.D. Some criteria for a power producing thermonuclear reactor // Proc. Phys. Soc. B 70, 6-10 (1957).
Rebhan E. and Van Oost G. Thermonuclear burn criteria // Proceedings of the Sixth Carolus Magnus Summer School on Plasma and Fusion Energy Physics (Brussels, Belgium, Sept 2003) and published in Transactions of Fusion Technology. 45, Number 2T, 15-23 (2004).
Арцимович Л.А. и др. Экспериментальные исследования на установках Токамак // Proc 3rd IAEA Conference on Plasma Physics and Controlled Nuclear Fusion (Novosibirsk, USSR, 1-7 Aug 1968). Р. CN-24/B-1 (1969).
Peacock N.J. et al. Measurement of the electron temperature by Thomson scattering in the tokamak T3 // Nature. 224, 488-490 (1969).
Keilhacker M., Gibson P., Gormezano C., et al. High fusion performance from deuterium-tritium plasmas in JET // Nucl. Fusion. 39, 209 (1999).
Jacquinot J. and the JET Team. Deuterium-tritium operation in magnetic confinement experiments: results and underlying physics // Plasma Phys. Control. Fusion. 41, A13 (1999).
Ключевые слова:
мировая энергетика, термоядерный синтез, магнитное удержание, плазмы токамак, стелларатор, ИТЭР, ДЕМО.