منو
 صفحه های تصادفی
علی علیه السلام در قرآن - یونس : 63-64
عبدالله بن رواحه انصاری
عادت مکیدن انگشت و پستانک
امیر احمد یل
زهری
ملیت از نظر اجتماعی
عبدالله بن عمر و بیعت با یزید
علت متفاوت بودن سرعت سیارات
تفاوت ادیان
پوسیدگی دندان
 کاربر Online
242 کاربر online
 : فیزیک
برای پاسخ دادن به این ارسال باید از صفحه قبلی اقدام کنید.   کاربر offline دبیر گروه فیزیک 3 ستاره ها ارسال ها: 2228   در :  جمعه 22 مرداد 1395 [20:11 ]
  آشنایی با ایتر ، بزرگ ترین توکامک جهان
 

آشنایی با ایتر ، بزرگ ترین توکامک جهان

حجم انرژی هم‌جوشی که یک توکامک می‌تواند تولید کند، نتیجه مستقیم تعدادی از واکنش‌های هم‌جوشی است که در قلب آن رخ می‌دهد. دانشمندان می‌دانند که هر چه قدر اندازه ظرف بزرگ‌تر باشد حجم پلاسما بیش‌تر می‌شود و بنابراین پتانسیل بیش‌تری برای انرژی هم‌جوشی به وجود می‌آید.

این توکامک ایتر با داشتن حجم پلاسمایی ۱۰ برابر بزرگ‌ترین ماشین‌هایی که امروزه فعالیت دارند، ابراز آزمایشی منحصر به فردی خواهد بود که می‌تواند پلاسما را برای مدت طولانی‌تر و به شکل بهتری محبوس کند.

این ماشین به طور خاص برای انجام کارهای زیرطراحی شده است:

1. تولید انرژی گداخت ۵۰۰ مگاواتی.

رکورد جهانی برای انرژی هم‌جوشی در اختیار توکامک اروپایی JET است. در سال ۱۹۹۷ JET از مجموع انرژی ورودی ۲۴ مگاواتی به سیستم، ۱۶ مگاوات انرژی هم‌جوشی تولید کرد. ایتر به گونه‌ای طراحی شده است که بازگشت انرژی را ۱۰ برابر کند یا به عبارت دیگر از مجموع ۵۰ مگاوات انرژی ورودی، ۵۰۰ مگاوات انرژی هم‌جوشی تولید کند. ایتر انرژی تولیدی خود را به عنوان الکتریسیته ذخیره نخواهد ساخت اما ـ به عنوان نخستین ابزار در تمام آزمایش‌های هم‌جوشی در تاریخ برای تولید انرژی شبکه ـ ایتر راه را برای ماشینی که بتواند این کار را انجام دهد هموار خواهد کرد.

2. نمایش فعالیت تلفیقی تکنولوژی‌ها برای نیروگاه انرژی هم‌جوشی.

ایتر خلاء بین ابزارهای هم‌جوشی در مقیاس کوچک آزمایشگاهی و نیروگاه‌های انرژی هم‌جوشی نمونه در آینده را پر خواهد کرد. دانشمندان قادر خواهند بود تا به مطالعه پلاسما تحت شرایط کوچک‌تر از نیروگاه‌های انرژی احتمالی آینده و نیز آزمایش تکنولوژی‌هایی مانند گرم‌سازی، تشخیص کنترل سرمازدایی و تعمیر از راه دور بپردازند.

3. دستیابی به یک پلاسمای دوتریوم ـ تریتیوم که در آن واکنش از طریق گرمایش داخلی استمرار می‌یابد.

امروزه تحقیقات هم‌جوشی در آستانه کشف پلاسمای سوزان است - ترکیبی که طی آن گرمای ناشی از واکنش هم‌جوشی درون پلاسما محبوس می‌شود - که برای این واکنش به اندازه کافی موثر است تا برای مدت طولانی استمرار یابد. دانشمندان مطمئن هستند که این پلاسماها در ایتر نه تنها انرژی هم‌جوشی بیش‌تری تولید خواهند کرد بلکه برای دوره زمانی طولانی‌تری نیز پایدار باقی می‌مانند.

4. آزمایش پرورش تریتیوم.

یکی از ماموریت‌های مراحل بعدی فعالیت ایتر نمایش احتمال تولید تریتیوم در خلاء است. منابع جهانی تریتیوم برای پوشش نیازهای نیروگاه‌های انرژی آینده کافی نیستند. ایتر فرصت منحصر به فردی را برای آزمایش مدل اولیه پرورش فراگیر تریتیوم درون ظرف در محیط هم‌جوشی واقعی فراهم می‌آورد.

5. نمایش ویژگی‌های ایمنی وسیله گداخت.

در سال ۲۰۱۲ زمانی که به سازمان ایتر به عنوان متصدی هسته‌ای در فرانسه طبق بررسی‌های سخت‌گیرانه و بی‌طرفانه پرونده‌های ایمنی این سازمان در فرانسه مجوز داده شد، ایتر در تاریخ هم‌جوشی به نقطه عطف مهمی دست یافت.

یکی از اهداف اولیه فعالیت ایتر نمایش کنترل پلاسما و واکنش‌های هم‌جوشی با پیامدهای زیست محیطی ناچیز است. خوب است بدانید تریتیوم عنصری پرتوزا با نیمه عمر کوتاه است. برنار بیگو، مدیر کل پروژه ایتر می‌گوید: اگر تصادفی رخ دهد و نشت اتفاق بیفتد این ماده گاز است و آزاد می‌شود. مقداری که وارد طبیعت می‌شود چنان است که جمعیت ساکن این نواحی می‌توانند همین جا بمانند و زندگی عادی شان را دنبال کنند.

چه کشورهایی در پروژه ایتر فعالیت دارند؟

پروژه ایتر، پروژه‌ای جهانی با همکاری ۳۵ کشور به شمار می‌رود. اعضای ایتر شامل چین، اتحادیه اروپا، هند، ژاپن، کره جنوبی، روسیه و ایالات متحده منابع خود را در هم آمیخته‌اند تا به یکی از بزرگ‌ترین کشفیات در علم دست یابند- بازتولید انرژی بیکرانی که به خورشید و ستارگان سوخت می‌رساند.

به عنوان امضاء‌کنندگان توافق‌نامه ایتر که در سال ۲۰۰۶ انجام شد این هفت عضو هزینه ساخت پروژه، راه‌اندازی و از رده خارج کردن را بر عهده می‌گیرند. این کشورها هم‌چنین در نتایج آزمایشگاهی و مالکیت معنوی حاصل از این عملیات سهیم هستند.

اروپا مسوول بخش بزرگی از هزینه ساخت است (۴۵/۶ درصد) و مابقی هزینه‌ها به طور مساوی بین چین، هند، ژاپن، کره‌جنوبی، روسیه و ایالات متحده تقسیم می‌شود (۹/۱ درصد برای هر کشور). پول کمی توسط اعضا به این پروژه پرداخت می‌شود اما در عوض 9 دهم کمک‌ها به صورت قطعات، سیستم‌ها و بناهای تکمیل شده به سازمان ایتر صورت می‌گیرد.

اعضای ایتر در کنار یکدیگر نمود ۳ قاره، بیش از ۴۰ زبان، نیمی از جمعیت جهان و ۸۵ درصد تولید ناخالص داخلی در جهان هستند. در دفاتر سازمان ایتر و آژانس‌های هفته‌گانه داخلی آن، در آزمایشگاه‌ها و در صنعت، هزاران نفر برای موفقیت ایتر مشغول کار هستند.

آزمایش‌ها چه زمانی آغاز خواهد شد؟

تاسیسات علمی ایتر اکنون در جنوب فرانسه در حال ساخت است و از سال ۲۰۱۰ در یک محوطه صاف و ۴۲ هکتاری کار ساخت و ساز ادامه دارد. زیرساخت تقویت شده و زیربنایی ضد زلزله توکامک ایتر در حال اجراست و کارها در مجموعه توکامک نیز آغاز شده است ـ یک مجموعه سه‌تایی ساختمان که میزبان آزمایش‌های هم‌جوشی هسته‌ای خواهد بود.

فعالیت‌ها نیز در ساختمان‌های کمکی نیروگاه مانند تاسیسات ابررساناهای برودتی ایتر، ساختمان‌های کنترل و تاسیسات خنک کننده آب، تبدیل انرژی و تامین انرژی آغاز شده است.

به محض این که دسترسی به ساختمان توکامک ممکن شود، ‌دانشمندان و مهندسان به تدریج جمع و به پروژه ملحق می‌شوند و به آزمایش هم‌جوشی در ایتر می‌پردازند. به منظور بازبینی این که همه سیستم‌ها درست کار می‌کنند و به منظور آماده‌سازی دستگاه ایتر، فعال‌سازی انجام خواهد شد.

ادغام و مونتاژ موفقیت‌آمیز بیش از یک میلیون قطعه که در کارخانه‌های اعضای ایتر در سراسر جهان ساخته شده و به مجموعه ایتر ارسال شده یک چالش مهندسی و محاسباتی را شکل می‌دهد. نیروی کار مونتاژ هم در ایتر و هم در آژانس‌های داخلی در اوج فعالیت کاری به ۲ هزار تن می‌رسد. در دفاتر ایتر در سراسر دنیا توالی اقدامات مونتاژی با آغاز ورود نخستین قطعات به محوطه ایتر در سال ۲۰۱۵ با دقت و هماهنگی بسیار آغاز شده است.

جدول زمانی ایتر

۲۰۰۵- تصمیم بنا کردن این پروژه در فرانسه اتخاذ شد.

۲۰۰۷- تاسیس رسمی سازمان ایتر

۲۰۰۷ تا ۲۰۰۹ - پاکسازی زمین و مسطح سازی

۲۰۱۰ تا ۲۰۱۴ - بنای تقویت زمین و زیربنای ضد لرزه‌ای برای توکامک

۲۰۱۲ - ارائه مجوز هسته‌ای: ایتر به تاسیسات هسته‌ای پایه تحت قانون فرانسه تبدیل شد.

۲۰۱۴ تا ۲۰۲۱- ساخت بنای توکامک

۲۰۱۰ تا ۲۰۲۱ - ساخت نیروگاه ایتر و ساختمان‌های کمکی برای نخستین پلاسما

۲۰۰۸ تا ۲۰۲۱ - ساخت اجزای پلاسمای اولیه

۲۰۱۵ تا ۲۰۲۱ - بزرگ‌ترین قطعات به محوطه ایتر انتقال داده می‌شوند.

تاسیسات ابررسانای برودتی Cryoplant

دو مخزن بزرگ تاسیسات ابررسانای راکتور گداخت ایتر در جمهوری چک تکمیل شد. برای انتقال این دو مخزن به جنوب فرانسه محل ساخت پروژه ایتر به ابزار حمل و نقل ویژه نیاز است.

این مخازن خنک کننده ۳۵ متر طول، ۴.۵ متر قطر و ۱۶۰ تن وزن دارند. این مخازن توسط شرکت ایرلیکویید شرکت تکنولوژی گاز فرانسه و چارت فروکس، مقاطعه‌کار فرعی‌اش تولید شده است.

تاسیسات ابررسانای برودتی، انرژی خنک کننده مورد نیاز برای خنک کردن مغناطیس راکتور هم‌جوشی، سپرهای گرمایی و پمپ‌های برودتی را تولید و توزیع می‌کند. انتظار می‌رود دمای پلاسمای درون راکتور ایتر به ۱۵۰ میلیون درجه سانتیگراد برسد. هلیوم سرد درون آهن‌رباهای مغناطیسی ابررسانای این راکتور به گردش درخواهد آمد تا دمای آن را به منهای ۲۶۹ درجه سانتیگراد برساند.

با این حال این آهن‌رباهای مغناطیسی ممکن است گاها یک به اصطلاح خاموشی را تجربه کنند. این زمانی رخ می‌دهدکه این نیروی مغناطیسی رسانایی را متوقف می‌کنند، ‌مقاوم‌تر می‌شوند و دمای‌شان به حدود ۵۰ درجه سانتیگراد می‌رسد. با کاهش عملکرد مغناطیسی دیگر امکان ندارد تا پلاسما را محبوس نگه داشت. با افزایش دما، این هلیوم در حال گردش در سیستم تاسیسات ابررسانای برودتی شروع به منبسط شدن می‌کند و به مخازن خنک کننده که این هلیوم در آن در دمای منهای ۱۹۶ درجه سانتیگراد قرار دارد، کشیده می‌شود.

حل مشکل تولید انرژی در سیاره زمین

برنار بیگو، مدیرکل پروژه ایتر می‌گوید از طریق این پروژه می‌توان مشکل تولید انرژی در سیاره زمین را حل کرد.

او درباره مزیت‌های تولید انرژی از هم‌جوشی هسته‌ای در مقایسه با شکافت هسته‌ای گفت:‌ مهم‌ترین مزیت به خود سوخت مربوط می‌شود. سوخت این راکتور هیدروژن است و هیدروژن در طبیعت به وفور یافت می‌شود. آب دریاها و چاه‌ها هیدروژن دارند. بنابراین منبعی تمام نشدنی برای انرژی است که صدها میلیون سال دوام خواهد داشت.

وی در ادامه به دیگر مزیت این نوع تولید انرژی پرداخت و گفت: مزیت دیگر مربوط به زباله‌ها و پسماندهاست. در این فرایند چند پسماند پرتوزا به وجود می‌آید اما عمر پرتوزایی این پسماندها کوتاه است.

در مقایسه با پسماندهای فرآیند شکافت هسته‌ای که عمر پرتوزایی‌شان به چند میلیون سال می‌رسد، این پسماندها عمری حداکثر چند صد ساله دارند.

مدیر این پروژه اضافه کرد: فرآیند هم‌جوشی را به آسانی می‌توان متوقف کرد در صورتی که برای فرآیند شکافت هسته‌ای چنین نیست و حتی اگر فرآیند شکافت متوقف شود چند تن سوخت هسته‌ای خطرناک باقی می ماند که هم‌چنان گرما و انرژی تولید می‌کند.

نقش ایران در پروژه ایتر

بهروز کمالوندی، سخنگوی سازمان انرژی اتمی ایران درباره عضویت ایران در این پروژه می‌گوید: عضویت کامل در این پروژه روندی طولانی و به لحاظ مالی بسیار سنگین است. اما کشورهایی هستند که می‌توانند در بخش‌های مختلف کوچک آن همکاری داشته باشند و به عنوان عضو همراه محسوب می‌شوند.

او ادامه داد: ایران نیز می‌تواند به عنوان عضو همراه در این پروژه مشارکت داشته باشد. ما در زمینه آموزش و تربیت متخصص از سطح بسیار خوبی برخورداریم و کشور ما در این زمینه وضعیت خوبی دارد.

کمالوندی با بیان این که ایران در بین کشورهای در حال توسعه در بین چند کشوری است که تکنولوژی گداخت هسته‌ای را از سال‌ها پیش در اختیار دارد، اضافه کرد: اخیرا آژانس بین‌المللی انرژی اتمی به همراه اتحادیه اروپا بررسی‌هایی در حوزه‌های مختلف صنعت هسته‌ای ایران انجام دادند که گزارشی از آن در اختیار ایران قرار گرفت و بر اساس این گزارش ایران در زمینه آموزش و تربیت متخصصان توانایی بالایی دارد.

سخنگوی سازمان انرژی اتمی با اشاره به سفر اخیر هیات فنی ایران و بازدید از پروژه بین‌المللی ایتر گفت:‌ از سال ۲۰۰۳ کار عملی پروژه ایتر آغاز شده است و قرار است بر اساس برنامه‌ریزی انجام شد. در سال ۲۰۳۰ به طور آزمایش تولید انرژی از طریق جوش هسته‌ای انجام شود.

وی ادامه داد: قرار است از سال ۲۰۳۰ تا ۲۰۴۰ اولین راکتور ۵۰۰ مگاواتی گداخت ساخته شود ابعاد این پروژه به لحاظ صنعتی، مهندسی و نیز اقتصادی بسیار وسیع است از این رو هفت کشور موسس این پروژه در همکاری بین‌المللی ساخت اولین راکتور گداخت و تولید انرژی به طریق هم‌جوشی هسته‌ای را آغاز کرده‌اند و به تدریج کشورهای دیگر که دارای تجربه در این حوزه هستند به این پروژه پیوستند.

  امتیاز: 0.00