un blog de Radu Dumitru

Canalele mele de YouTube: youtube.com/RaduDumitru și youtube.com/NwraduBlog ••• Știri despre Ucraina

Un mic soare în laborator

14 Dec 2015  ·

TEHNOLOGIE  ·

21 comentarii

Pentru un scurt moment, pe 10 decembrie sistemul nostru solar a avut doi sori: cel mare, acolo unde-l știm cu toții, strălucind pe cer în același loc de miliarde de ani, și încă unul mic, efemer, mult mai slab, creat în stelarator-ul Wendelstein 7-X din Germania. Cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru Fizica Plasmei au transformat un miligram de heliu într-o plasmă ce a atins aproape un milion de grade Celsius.

Să conștientizăm mai bine cifrele: un miligram de heliu, o cantitate mai mică decât am putea simți în palmă chiar și dacă ar fi vorba de un solid, nu de un gaz, a fost eliberată în stelarator și încălzită cu un puls de microunde de 1,3 megawatti. Acel miligram de gaz a produs o plasmă cu temperatura de 1.000.000 Kelvin (999.726 grade Celsius) pentru 0,1 secunde, suficient pentru a fi observată de senzori și chiar fotografiată.

plasma_heliu_1

Un stelarator este un dispozitiv în care se produce fuziune nucleară, iar Wendelstein 7-X este construit în Greifswald, Germania, cu un cost de un miliard de euro și după vreo 20 de ani de planificare și cercetare. După cum îi spune numele, produce cam aceleași procese fizice precum cele ce au loc în mijlocul unei stele, iar temperatura atinsă acum de plasmă este o nimica toată, 7-X-ul fiind gândit pentru plasmă de 100 de milioane Kelvin susținută pentru chiar și 30 de minute.

Ideea este că fuziunea nucleară poate produce o cantitate uriașă de energie, mai exact un singur gram de hidrogen ai cărui atomi încep să fuzioneze produce tot atâta energie cât 11 tone de cărbune, în jur de 90.000 kWh. Da, dintr-un gram. Și apropo de stele, Soarele nostru consumă în fiecare secundă 620 de milioane de tone de hidrogen, în timp ce eu mai devreme vorbeam de un singur gram de hidrogen.

Până acum, toate centralele nucleare din lume folosesc fisiune nucleară, adică spargerea unui atom greu, precum cel de uraniu, proces ce eliberează foarte multă energie. Știți riscurile lucrului cu uraniu, nu trebuie să vi le mai spun eu. Fuziunea este un proces mult mai curat, forțând atomii de hidrogen să fuzioneze pentru a crea următorul element din tabelul periodic, heliumul, doar că momentan nu stăpânim tehnologia pentru așa ceva, fiind nevoie de plasmă la 100 de milioane Kelvin și ceva manipulări de materie ca-n câmpurile de forță din Star Trek.

Asta încearcă Wendelstein 7-X să realizeze: plasmă de peste 100 de milioane de Kelvin și o fuziune susținută chiar și 30 de minute prin încălzirea constantă cu microunde, pentru a demonstra că fuziunea poate fi întreținută pe perioade lungi de timp, obținând astfel energie electrică multă și curată, ca-n filmele SF.

Cum face asta? Mai impresionant decât fizica pe care o pune în practică stelaratorul este fizica necesară pentru a fi construit. Vedeți, nu poți lăsa plasmă de un milion sau de o sută de milioane de grade Celsius să atingă pereții vasului în care se realizează experimentul, nu musai pentru că i-ar topi, dar pentru că s-ar răci imediat și procesul ar fi întrerupt.

Pentru asta, e nevoie ca acele particule, acel miligram de heliu și viitoare grame de hidrogen să fie ținute în centrul vasului, iar asta se face încărcându-le magnetic și apoi înconjurând vasul cu bobine, adică făcând un câmp magnetic ce ține atomii acelui gaz în centru, atrăgându-i simultan din toate părțile.

Ingenios, dar nu chiar atât de simplu. Atomii respectivi or sta în centrul vasului, dar au tendința să plece în față de la aceleași câmpuri magnetice, așa că soluția imediată este ca în loc de o conductă cu un cap și o coadă să faci un inel, un tor, astfel încât atomii să circule pe acolo în cerc, la nesfârșit, dar mereu prin centrul inelului, ținuți departe de pereți prin intermediul câmpurilor generate de bobine multiple.

Ingenios, dar nu chiar atât de simplu. În timp atomii se apropie de un perete, fiind imposibil ca un camp magnetic să fie astfel variat încât să compenseze efecte secundare precum curbura inelului în timpul lucrului cu atomi, așa că acest lucru este compensat prin faptul că stelarator-ului îi este dată o formă ceva mai neregulată. Nu mai este un inel perfect, ci unul alungit, cu mici cotituri și în cealaltă direcție. La final, arată ca un circuit de curse, inclusiv cu răsuciri unde câmpul magnetic se inversează.

Forma aceasta nu doar că este calculată la milimetru, dar construcția ei este dificilă. Wendelstein 7-X are vreo 5 metri în diametru, dar îmbinarea prin sudură a elementelor s-a făcut prin tot felul de metode high-tech de alinierea cu laser și compensare a unor fenomene minore ce apar în astfel de cazuri. Bobinele care înconjoară “circuitul” atomilor, 50 la număr și făcute din niobiu-titaniu, plus alte 20 planare, sunt răcite la -269 grade Celsius pentru superconductivitate și menținute acolo de instalații uriașe de răcire, în timp ce alte instalații disipă căldura generată. În total 425 de tone de metal sunt ținute la această temperatură. 250 de ferestre au fost create în pereții circuitului pentru ca interiorul să fie monitorizat cu senzori și camere foto.

Iar acum stelarator-ul a făcut un mic test, ceva subțirel, doar 1,3 MW în microunde, doar un miligram de heliu și doar un milion de grade pentru plasma obținută. La anul vor continua experimentele folosind  hidrogen.

Dacă vreți să aflați mai multe, vă recomand câteva site-uri:

 

    21 comentarii

  1. Încă un review util, acum, in prag de Sarbatori.
    As vrea sa-mi iau si eu un stelerator 7x, dar nu stiu daca e compatibil cu Androidul de pe telefon. Eu l-as lua pt functia de afumat slana si vreau sa stiu daca poate fi setat sa primesc notificări pe telefon cand e gata. Multumesc.

      (Citează)

  2. Joaca asta de-a Dumnezeu nu face bine.

      (Citează)

  3. Giovani:
    poti sa faci precomanda pe emag, dar serviceul ti-l face depanero.

    Cei de la Depanero nu s-au descurcat cu un calorifer electric. Imaginează-ți cu un stelarator. Or sa-ți dea banii înapoi sau înlocuire produs dacă ajunge la ei.

      (Citează)

    • Depanero: “Depanero, buna ziua. Ce problema aveti?”
      Eu:”Buna ziua. Am un stelarator care face figuri, nu mai incalzeste decat la 968 de mii de grade Celsius.”

        (Citează)

  4. Salut, am tot cautat, dar nu am gasit informatia asta nicaieri.

    Vreau sa le iau alor mei un stelerator entry level, cum e cel de mai sus, insa nu stiu daca pot sa il leg prin DLNA. Ai testat chestia asta?

      (Citează)

  5. ” toate centralele nucleare din lume folosesc fisiune nucleară, adică spargerea unui atom greu, precum cel de uraniu, proces ce eliberează foarte multă energie”

    mda dar nu exista o tehnologie de salvare a energiei aia.. efectiv se iroseste pentru a fierbe apa, aburul rezultat fiind bagat in turbine.

      (Citează)

    • Da, asta se va întâmplă și cu ITER și alte instalații. Nu există vreo metodă de a face electronii să circule prin fire electronice ca urmare a unor reacții nucleare. În primul rând, fuziunea și fisiunea generează foarte multă căldură, care de fapt produce energia electrică.

      E un subiect bun, îl am și eu notat pentru viitor, că mereu mi s-a părut uimitoare diferența între complexitatea unei reacții nucleare și felul în care se produce efectiv curentul electric.

        (Citează)

  6. Mda, concurs de bascalie… eu te pun sa nu faci review la o saorma?!

    Eu sper ca in vreo 20-30 de ani sa se puna la punct intreg procesul. Energie curata si nelimitata ar rezolva cam toate probleme omenirii. In plus, cred ca la nivel economic, omenirea ar deveni mult mai omogena. Cosmarul lui Putin si al seicilor :))

      (Citează)

  7. bogdan c.: mda dar nu exista o tehnologie de salvare a energiei aia.. efectiv se iroseste pentru a fierbe apa, aburul rezultat fiind bagat in turbine.

    Multumesc. Nu prea se potriveste cu ce am eu nevoie. Cred ca o sa ma reorientez catre un model din clasa premium

      (Citează)

  8. Parca arata mai misto stelatorul din SpiderMan al Doctorului Octopus.
    Si soarele era mai mare si mai aratos :)

      (Citează)

  9. nwradu:
    Dar livrarea se face peste 20 de ani. Ți-l aduce Cargus acasă, pe bucăți, e DIY.

    Ce Cargus nu o sa mai existe :)))
    O sa livreze Fancurier si o sa ai ambalaj deteriorat cand iti ajunge :)) si daca nu esti acasa poti sa mergi tu dupa colet!!!

      (Citează)

    Alătură-te discuției, lasă un mesaj

    E-mail-ul nu va fi publicat. Fără înjurături și cuvinte grele, că vorbim prietenește aici. Gândiți-vă de două ori înainte de a publica. Nu o luați pe arătură doar pentru că aveți un monitor în față și nu o persoană reală.

    Apăsați pe Citează pentru a cita întreg comentariul cuiva sau selectați întâi anumite cuvinte și apăsați apoi pe Citează pentru a le prelua doar pe acelea. Link-urile către alte site-uri, dar care au legătură cu subiectul discuției, sunt ok.


    Prin trimiterea comentariului acceptați politica de confidențialitate a site-ului.



    Vreți un avatar în comentarii? Mergeți pe gravatar.com (un serviciu Wordpress) și asociați o imagine cu adresa de email cu care comentați.

    Dacă ați bifat să fiți anunțați prin email de noi comentarii sau posturi, veți primi inițial un email de confirmare. Dacă nu validați acolo alegerea, nu se va activa sistemul și după un timp nu veți mai primi nici alte emailuri

    Comentariile nu se pot edita ulterior, așa că verificați ce ați scris. Dacă vreți să mai adăugați ceva, lăsați un nou comentariu.

sus