ITER full

Report
Vanja Veruševski II-7
Šta su nuklearne reakcije?
To su one reakcije u kojima ucestvuju jezgra
atoma.
 Postoje dva tipa nuklearnih reakcija:
 fisija
 fuzija.



Šta je fisija?
Fisija je nuklearni proces u kome se teško
jezgro razdvaja na dva manja jezgra.


Fuzija je nuklearni proces u kome se dva laka
jezgra kombinuju da bi se stvorilo jedno, teže
jezgro.
Primer fuzije, koji je veoma važan za
termonuklearno oružje i u budućnosti za
nuklearne reaktore, je reakcija između dva
različita vodonikova izotopa da bi se stvorio
izotop helijuma:


Ova reakcija oslobađa količinu energije koja
je više od milion puta veća od one koja se
dobija običnom hemijskom reakcijom.
Takva velika količina energije se u procesu
fuzije oslobađa kada se dva laka jezgra spoje.
Pri tom spajanju nastaje jezgro čija je masa
manja od zbira masa početnih jezgara.



Fuzija je proces koji se dešava na zvezdama,
kao što je Sunce.
Za ostvarivanje nuklearne fuzije neophodno
je da jezgra imaju tako veliku brzinu
(energiju) da mogu savladati odbojne
elektrčne sile.
Primerom obrazovanja helijumovih jezgara
sintezom deuterijuma i tricijuma uz
oslobađanje neutrona:
2 + T3  He4 + n1
D
1
1
2
0
Visoka temperatura ~ 108 K
zbog savladavanja odbojne sile između pozitivnih jezgara
na ovim temperaturama, svi atomi su jonizovani, sistem se
sastoji od jezgara i elektrona – plazma.
Gustina jona plazme, n
broj jona u plazmi mora biti visok kako bi što češće dolazilo
do sudara jona (veća gustina jona - veći broj pokušaja
fuzije), n=2-3x1020 iona/m3.
Plazma “confinement time”, 
vremenski interval unutar kojeg su joni plazme na
temperaturi koja osigurava fuziju, =1,2 s.


ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) je
međunarodni istraživački i inženjerski projekat iz oblasti nuklearne
fuzije, koji trenutno gradi svetski najveći i najnapredniji
eksperimentalni nuklearni fuzioni reaktor u mestu Cadarache na
jugu Francuske.
Cilj ITER projekta je da napravi dugo čekani prelaz od
eksperimentalnih studija iz plazma fizike, do električnih
centrala punog proizvodnog kapaciteta, na fuzioni pogon.

ITER fuzioni reaktor je dizajniran da
proizvodi 500 megavata izlazne snage sa
50 megavata ulazne snage, odnosno da
proizvede 10 puta više energije, nego što je
potrošio. Za ovu mašinu se očekuje da
pokaže princip dobijanja više energije iz
fuzionog procesa, nego što je u procesu
utrošeno za pokretanje.




Naučnici tragaju za plazmom.
Potreban je materijal koji ce svu količinu
energije zadržati.
Rešenje je bilo da se napravi magnetno polje
torusnog oblika koje bi sprečilo bežanje
plazme iz procesa.
Prvi ovakav uređaj "TOKAMAK" napravljen je u
Rusiji,ali nije proizveo He.



Tokamak je sprava za
proizvodnju toroidalnog magnetnog polja za
razgraničenje plazme.
fuzioni reaktor
sastoji se od dva magnetna polja koja daju
rezultantno polje u kojem se kreće plazma
 jonizovan gas koji se zbog jedinstvenih
osobina smatra posebnim agregatnim
stanjem materije
 Plazma – provodi elektricitet
◦ Ako je stavimo u magnetno polje, u njoj će
se inducirati struja koja će nastojati
poništiti spoljasnje magnetno polje.






U D-T fuziji nastaju jezgra helijuma (alfa čestica i neutron).
Alfa čestica nosi 20% a neutron 80% energije oslobođene u jednoj
fuziji.
Alfa čestice se zbog naboja brzo apsorbiuju u plazmi i tako
povećavaju temperaturu plazme.
Neutroni, jer su elektro neutralni, prolaze kroz plazmu, pa se moraju
apsorbiovati izvan plazme u pogodnom materijalu u kojem će se
kinetička energija neutrona transformisati u unutrašnju energiju tj.
povećati temperaturu materijala koji okružuje plazmu.
Pogodan materijal za apsorpciju neutrona je tečni litijum.
Tečni litijum je fluid koji struji i prenosi toplotu iz područja fuzionog
reaktora do parne turbine koja toplotnu energiju pretvara u
mehaničku rotacionu energiju generatora a koji onda tu energiju
rotacije pretvara u električnu energiju.
Hvala na pažnji!
Pitanja?

similar documents