Janecskó Krisztián Eötvös Loránd Tudományegyetem

Hasonló dokumentumok
laboratóriumban - Mágneses Nap a Zoletnik Sándor Magyar Euratom Fúziós Szövetség mki.kfki.hu zoletnik@rm KFKI-RMKI Magyar Euratom Fúziós Szövetség

ELM-KELTÉS FOLYAMATÁNAK VIZSGÁLATA FAGYASZTOTT DEUTÉRIUM PELLETEKKEL

Fúziós plazmafizika ma Magyarországon

DEUTÉRIUMJÉG PELLETEK ÉS FORRÓ PLAZMA KÖLCSÖNHATÁSÁNAK VIZSGÁLATA PhD értekezés

Nemlineáris szállítószalag fúziós plazmákban

Előadás menete. Magfúzióból nyerhető energia és az energiatermelés feltétele. Fúziós kutatási ágazatok

Pelletek és forró plazma kölcsönhatásának vizsgálata

Korszerű nukleáris energiatermelés Fúzió 2.

Fúziós plazmafizikai kutatások Magyarországon és az Európai Unióban

Fúziós plazmafizika ma Magyarországon

I. Az anyagszerkezetről alkotott kép változása Ókori görög filozófusok régi kérdése: Miből vannak a testek? Meddig osztható az anyag?

ÚJ NUKLEÁRIS ENERGIATERMELÉSI MÓDSZEREK TECHNOLÓGIAI ELEMEINEK FEJLESZTÉSE

Korszerű nukleáris energiatermelés Fúzió 2.

Pelletek ablációjának dinamikai vizsgálata

Deutériumjég-pelletek behatolási mélységének meghatározása videódiagnosztikával

Tokamak és sztellarátor napjainkban

Fúziós kutatások a BME Nukleáris Technikai Intézetében

Korszerű nukleáris energiatermelés Fúzió 3.

NEUTRON-DETEKTOROK VIZSGÁLATA. Mérési útmutató BME NTI 1997

Mágneses alapjelenségek

Áramvezetés Gázokban

Napszelidítés: Energiatermelés Szabályozott Magfúzióval?

L Ph 1. Az Egyenlítő fölötti közelítőleg homogén földi mágneses térben a proton (a mágneses indukció

Deutériumjég-pelletek behatolási mélységének meghatározása videódiagnosztikával

Hogyan hozzuk le a Napot a Földre?

τ Γ ħ (ahol ħ=6, evs) 2.3. A vizsgálati módszer: Mössbauer-spektroszkópia (Forrás: Buszlai Péter, szakdolgozat) A Mössbauer-effektus

Mágneses alapjelenségek

Hogyan lesz fúziós erőművünk 2050-ben?


3

Bevezetés a fúziós plazmafizikába 3.

Radioaktivitás. 9.2 fejezet

Ph Mozgás mágneses térben

Fúziós energiatermelés

FOLYAMATLÉPÉSEK CITROEN SAXO

Víztelenítés & vízellátás KATALÓGUS 2016

Fúziós kutatások az alapoktól napjainkig

Vállalatunk a német ELMA GmbH termékeinekmagyarországi forgalmazója.

töltéssel rendelkező vagy semleges részecskék kinetikus energiája és (vagy) impulzusa a kondenzált közegek atomjaival ütközve megváltozhat.

5.2. Benzinbefecskendező és integrált motorirányító rendszerek (Második rész L-Jetronic rendszer I.)

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

DEUTÉRIUMJÉG PELLETEK ÉS FORRÓ PLAZMA KÖLCSÖNHATÁSÁNAK VIZSGÁLATA PhD tézisfüzet

A nagy időfelbontású kamerák következő generációja: EDICAM

Beatriz / Ogono / Doniene fogantyúk

Trícium kalorimetria részvétel egy EFDA tréning programban

Különböző fényforrások (UV,VIS, IR) működési alapjai, legújabb fejlesztések

H.fm Page 19 Wednesday, June 29, :22 PM ÜZEMBE HELYEZÉS

OSZTÁLYOZÓ VIZSGA TÉMAKÖREI

A testek részecskéinek szerkezete

Erőhatások mágneses mezőben

Elektromos zajcsökkentés vezetékelés és földelés szerepe. BME Fizika Tanszák Nanoszeminárium előadás Balogh Zoltán

MELCOR súlyos baleseti elemző kód validálása gázhűtésű gyorsreaktorra

termék Mérés - vezérlés - szabályozás Weishaupt vezérlœszekrények a tüzeléstechnikához Tájékoztató a Weishaupt vezérlœszekrényekrœl

2011 évi I. mód/2011. évi eredeti évi eredeti évi I. mód

SE Bővített fokozatú sugárvédelmi tanfolyam, 2005 márc IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK DOZIMETRIÁJA. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

GÉPÉSZETI ALAPISMERETEK

Tartalom ELEKTROSZTATIKA AZ ELEKTROMOS ÁRAM, VEZETÉSI JELENSÉGEK A MÁGNESES MEZÕ

Elektromotoros szelepmozgató

Légköri áramlások, meteorológiai alapok

Hidrogéntől az aranyig

19. Az elektron fajlagos töltése

Útban a JET-től az ITER felé Zoletnik Sándor KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet

Budapesti Műszaki- és Gazdaságtudományi Egyetem Közlekedésmérnöki Kar Gépjárművek Tanszék

Ez a bemutató a Silko&Co. Kft szellemi tulajdona. Bármilyen változtatás vagy másolás TILOS! és jogi következménnyel jár. A feltüntetett képek és

Magfizika. (Vázlat) 2. Az atommag jellemzői Az atommagok rendszáma Az atommagok tömegszáma Izotópok és szétválasztásuk Az atommagok mérete

Az elemeket 3 csoportba osztjuk: Félfémek vagy átmeneti fémek nemfémek. fémek

ZEUS SUPERIOR kw. Kombinált fűtőkészülékek tárolós rendszerű melegvíz készítéssel

Grafit fajlagos ellenállásának mérése

A fúzió jövője, az ITER jelene

A középszintű fizika érettségi témakörei:

MB-sorozat: sokoldalúan felhasználható mágnestalpas fúrógépek - nagy átmérő, gazdaságos és gyors fúráshoz

HC30, HF18, HF 24, HF30

X. Fénypolarizáció. X.1. A polarizáció jelenségének magyarázata

(11) Lajstromszám: E (13) T2 EURÓPAI SZABADALOM SZÖVEGÉNEK FORDÍTÁSA

EGÉSZTESTSZÁMLÁLÁS. Mérésleírás Nukleáris környezetvédelem gyakorlat környezetmérnök hallgatók számára

GENERÁTOR. Összeállította: Szalai Zoltán

Atomfizikai összefoglaló: radioaktív bomlás. Varga József. Debreceni Egyetem OEC Nukleáris Medicina Intézet Kötési energia (MeV) Tömegszám

Atommag, atommag átalakulások, radioaktivitás

Technikai információ és szerelési útmutató S szolár állomás

Röntgensugárzás 9/21/2014. Röntgen sugárzás keltése: Röntgen katódsugárcső. Röntgensugárzás keletkezése Tulajdonságok Anyaggal való kölcsönhatás

Milyen eszközökkel figyelhetők meg a világ legkisebb alkotórészei?

ÚTBAN A JET-TŐL AZ ITER FELÉ

A SZUPRAVEZETÉS. Fizika. A mágneses tér hatása a szupravezető állapotra

SYSTEM KAN-therm Press mûszaki ismertetõ és termék katalógus

Duna-víz extrahálható komponenseinek meghatározása GC-MSD rendszerrel. I. Elméleti áttekintés

Elektromosságtan kiskérdések

Szárazon sűrítő 2-fokozatú csavarkompresszorok DSG-2/DSG-2 SFC FSG-2/FSG-2 SFC sorozatok

ziós s plazmafizikába 10.

Fukusima: mi történt és mi várható? Kulacsy Katalin MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet

FEJLŐDÉS A KONDENZÁCIÓ TERÉN

RADIOLÓGIAI TÁJÉKOZTATÓ

Szabályozott magfúzió

Ipari robotok hajtása

EGYENÁRAMÚ MAGNETRONOS PORLASZTÁS FIZIKAI FOLYAMATAINAK MODELLEZÉSE MATEMATIKAI MÓDSZEREKKEL

3 He ionokat pedig elektron-sokszorozóval számlálja. A héliummérést ismert mennyiségű

CSÕ VENTILÁTOROK Használati utasítás. modell Quiet

Főzőlap kapcsológomb 2. ábra Piezoelektromos gyújtó 4. ábra. Gázégőfúvóka 5. ábra 9. ábra

Összeszerelési instrukciók:

Szabályozott magfúzió

Átírás:

Fúziós berendezések Modern fizikai kísérletek szeminárium Janecskó Krisztián Eötvös Loránd Tudományegyetem 1

Magfúzió Csillagok belsejében: CNO-ciklus (T~MK) proton-proton lánc (T~MK) Földi körülmények közt: (T~10 5 K) D + T 4 He + n + 17,6 MeV D + D 3 He + n + 3, 27 MeV D + D T + p + 4, 03 MeV D + 3 He 4 He + p + 18, 26 MeV D: Stabil izotópja H-nak; H: D = 1: 6000 T: Instabil izotópja H-nak; (T 1/2 = 12,3 év) Li a földkéreg jelentős alkotóeleme 2

Energiatermelés fúziós reaktorban Fúziós reaktor energiasokszorozását jellemző Q tényező: Q = P f P α (P f : felszabaduló fúziós teljesítmény, P α : plazmafűtés teljesítménye) α-részecske fűtésnél nem kell külső plazmafűtés (begyújtás) Fisszióval ellentétben a folyamat nem tud megszaladni Égési pontban a plazma stabil állapotban van, amíg a gázösszetételt fenn tudjuk tartani 3

Plazma összetartása Tehetetlenségi összetartás: Nagy sűrűségű plazma (összenyomás: lézerekkel, RTG-sugárral, ion-nyalábokkal) Rövid ideig Csak a tehetetlenségük miatt maradnak együtt a részecskék Mágneses összetartás: Lorentz-erő csavarvonalra kényszeríti a töltött részecskéket (Larmor pálya) Tórusz geometria + helikális mágneses térszerkezet 4

Plazmafűtés Ohmikus fűtés: Plazmaáram a plazmát elektromos ellenállása miatt felfűti Plazmaáramot transzformátorral hajtják Csak tokamakokban használják Semleges atomnyaláb fűtés: Nagy energiájú semleges atomok (pl. Deutérium) belövése a plazmába Technika: először ionizálják a semleges atomokat, felgyorsítják, majd újra semlegesítik Fűtés mellett üzemanyag pótlás Nagyfrekvenciás fűtés: Plazmába irányított nagyfrekvenciás EM hullámok rezonáns kölcsönhatása elektronokkal és ionokkal 5

Üzemanyag-utánpótlás Gázbeeresztés A vákuumkamrába egy szelepen a plazma anyagával megegyező gázt eresztenek be A beengedett gáz a plazma szélénél ionizálódik, a belsejébe nem Csak a plazma felületén növeli meg a sűrűséget Pelletbelövés Deutériumból pellet létrehozása Pellet előállítása: a gázt kifagyasztják egy hideg felületre, a kapott anyagot 1-2 mm átmérőjű rúddá préselik, a rudakat felszeletelik, centrifugával felgyorsítják, majd egy csövön belövik a plazmába 6

Tokamak és sztellarátor Jelenleg két ígéretesnek tűnő típusok Lényegi eltérés: Tokamakban áram hajtotta plazmával csavarják meg a mágneses teret a plazma összetartásához Sztellarátorokban bonyolult mágneses tekercsrendszer csavar a mágneses téren 7

8

Tokamakok elődje Pinchek: Pinch-effektus folyékony fémekben: ha áram folyik a fémben, a fém-folyadékban sugár irányú összehúzó erők hatnak Plazmán átfolyatott áram is radiálisan összetartja a plazmát Tórusz geometria a végeken levő veszteségek elkerülésére Alapból instabil, de toroidális mágneses térrel stabilizálható Elképzelés: helikális tér előállítása külső toroidális tér és a plazma közepén egy dróton átküldött áram szuperpozíciójával Nagy sűrűségű plazma 9

Tokamak Az áram hajtása magában a plazmában Híg plazma A plazmaáram által keltett poloidális mágneses tér és a külső tekercsek által keltett toroidális mágneses tér erdője adja a helikális teret Plazmaáram révén Ohmikus-fűtés Hátrány: plazmaáram nem tartható fenn akármeddig, ugyanis ahhoz a transzformátor primer tekercsében az áramot végtelenségig növelni kéne 10

ASDEX Upgrade Németország, 1991- R = 1,65 m; a = (0,5 0,8) m B = 3,1 T Először megfigyelt H-mód (nagy összetartású mód) Először megfigyelt ELM-ek (plazmaszéli módusok) Tapasztalat: az ELM-ek ismétlődési frevenciája fordítottan arányos az ELM során a plazmából kilépő anyag mennyiségével 11

12

MAST UK, 1999-2013 R = 0,9 m; a = 0,6 m B = 0,55 T ST (szférikus tokamak) kísérleti eszköz A tórusz kis és nagysugarának aránya kicsi Közel gömb alakú plazma Ugyanazon B tér mellett nagyobb plazmanyomás, mint tórusz alakú tokamakban Jó plazmadiagnosztikai felszereltség 13

Tore Supra Franciaország, 1988- R=2,25 m; a=0,7 m B=4,5 T Toroidális tértekercsek szupravezető anyagból Célja: minél hoszabb plazmakisülések produkálása Világrekord: 6,5 perces kisülés (2003) 14

JET UK, 1884- R = 2,96 m; a = (1,25 2,1) m B = 3,45 T Jelenleg a Földön működő legnagyobb tokamak Nemzetközi összefogással A kor legjobb diagnosztikai eszközeivel felszerelve 15

JET Kísérleti célok: Plazmaösszetartás vizsgálata Korábbi megfigyelés, hogy a fűtési teljesítmény növelésével a plazma összetartási-idő csökkent Instabilitások vizsgálata Plazma-fal kölcsönhatás vizsgálata Fúziós energiatermelés: Több kísérlet minél nagyobb Q energiasokszorozási tényező elérésére Maximálisan elért érték: Q = 0,6 (t = (1 2) s ideig sikerült megtartani) 16

Sztellarátorok Nincs áramhajtás a plazmában Plazma összetartásához megcsavart mágneses tér Pontosan megtervezett mágneses tekercsrendszer kell Lineáris berendezésekből fejlődtek ki Mágneses tükör erőnek köszönhetően a nagyobb mágneses terű tartományokból a kisebbek felé terelődnek a töltött részecskék Már az első berendezés felkeltette a németek figyelmét 1961-ben megindult a német Wendelstein-projekt 17

Wendelstein 7-X Németország, 2015- R = 5,5 m; a = 0,53 m B = 3 T A Földön működő legnagyobb sztellarátor 5-fogású szimmetria He plazma a berendezés előkészítésekor H és D plazmák tesztelése, 10s-os kisülésekkel Terv: 4 év után újabb fejlesztés, felkészítve 30min-es kisülésekre 18

19