核融合の力と科学

私は、商業用核融合発電を作るために必要な大きな課題をかなり包括的に理解しています。 これが、私が溶融塩核分裂についてより楽観的である理由です。 私はこれをXNUMXつのビデオで説明しようとしています。 ただし、これは複雑なトピックです。 ここでは、これをできるだけ明確かつ簡潔に述べようと思います。

商業核融合はどこまで進んでいますか？

技術革新はまだ必要だと思います。 核融合への最近の数十年の作業は、トカマクプロジェクト（ITER、JET、韓国のトカマクと中国のトカマク）によって支配されてきました。 トカマクは核融合プラズマをドーナツ型の磁場で保持します。 プロジェクトが数秒間融合を作成しようとするまでには何年もかかり、融合は実際の正味エネルギーから約1000倍離れています。

核融合を開発して発電しようとする方法はたくさんあります。 単一の値 開始 核融合実験が正味の力にどれほど近いかを教えてください：核融合三重積。 三重積は、核融合プラズマのXNUMXつの属性の積です。

nプラズマ中のイオンの密度（イオン/立方メートル）
Tそれらのイオンの温度（keV2）
τEエネルギー閉じ込め時間（秒）

三重積のしきい値が最も低い（別名、最も達成可能な）核融合反応は、水素の5つの同位体である重水素とトリチウム（DT）の核融合です。 DT燃料で稼働する核融合発電所は、約10×21 ^ 3m-XNUMXkeVs以上の三重積を持ちます。 がある 商業的に実行可能な発電所のための他の多くの要件 しかし、三重積は最小限の技術的マイルストーンです。

三重積の優れた特性は、核融合プラズマの作成に使用される特定のスキームに依存しないため、核融合へのさまざまな種類のアプローチ間でパフォーマンスを比較するために使用できることです。 これは、磁気閉じ込め方式（トカマク、ステラレーター）、慣性閉じ込め方式（レーザー核融合）、および磁気慣性方式（MagLIF、FRCの圧縮）で意味のある量です。

NewEnergyTimesのStevenKrivitは、26ページのPDFと、数十億のトカマクプロジェクトITERによる不実表示を説明する他の多くの記事を公開しています。

数十億のJET（Joint European Torus）原子炉実験は、何十年にもわたって実施されてきました。 資金調達は年間約100億ユーロ以上だったと思います。 2019年2024月、英国政府と欧州委員会はJETの契約延長に署名しました。 これにより、Brexitの状況に関係なく、2020年末までJETの運用が保証されました。 21年2021月、ITERへの貢献の一環としてトリチウムを使用したJETアップグレードが開始されました。 59年21.7月0.33日、JETは1997秒間の核融合を維持しながら、重水素-トリチウム燃料を使用して700メガジュールを生成し、59年に設定されたQ=0.33で33メガジュールの以前の記録を上回りました。 XNUMX秒間でXNUMXメガジュールを生成する電気。 Q = XNUMXはのXNUMX％です プラズマに出入りするエネルギー。 これに700秒間電力を供給する3.5メガワットは、プラズマから59メガジュールを取り出すのに約60億ジュールになります。 壁の電力は約XNUMX分のXNUMXであり、プラズマからの電力を電気に戻す必要があります。 これは、LPPフュージョンからのより正直な数字に行きます。 核融合発電の実験は、総電力量のXNUMX分のXNUMXパーセントであるのに対し、電力量は増加しています。

世界には25トンのトリチウムしかありません。 自然には発生しません。 ギガワットを生成するDT（重水素とトリチウム）核融合炉は、年間約150トンのトリチウムを必要とします。 トリチウムは現在、カナダの重水CANDU製核分裂炉で生産されています。

DT核融合炉の計画は、多くのトリチウムの繁殖に取り組む必要があります。 これは、リチウムをトリチウムに効率的に変換するために多くの安価な中性子を生成することを意味します。 これは、プルトニウムを大量に作る核分裂計画があると言っているようなものです。 プルトニウムは自然界には存在しませんが、ウラン238を中性子と反応させることで作ることができます。 ウラン238は、人々が核廃棄物と呼ぶものの94％です。 ウラン238は、天然に存在するウランの約99.3％であり、現在の新鮮な核燃料棒の97％です。

たくさんの安価な中性子を生成してたくさんのトリチウムを繁殖させることができる国は、その国がたくさんのプルトニウムも繁殖させることができることを意味します。 プルトニウムをたくさん繁殖させることができる国ならどこでも、核分裂爆弾をたくさん作ることができます。

核分裂爆弾は時代遅れになると思うので、私は実際これで比較的大丈夫です。 世界は宇宙とエネルギーの分野ではるかに優れた技術に進歩し、核分裂爆弾の破壊性は軍事戦略ではなく、軍事的に重要性が低くなります。 これは、増殖が促進されるべきだと言っているのではありません。 愚かではないように対策を講じる必要がありますが、エネルギーと宇宙推進のための核の習得がある世界は、核兵器が比較的些細な世界を意味します。 彼らは火炎瓶のようになります。

エネルギーのための核融合の開発を成功させるには、使用される電力に比べて生成されるこの小さなレベルの現在の電力のすべてを超えて、経済的にそれを行う必要があります。 トカマクプロジェクトは、プラズマを数秒ではなく数年間保持しながら、この正味の正の電力を暗黙的に生成する必要があります。 私はプラズマを保持しないことを計画している核融合プロジェクトが好きです。 これらのプロジェクトはパルスパワーを使用しています。 それらは短時間（ほんの一瞬）融合条件を作り出し、タービンを使用せずに大量の電力を取得して電力を出力しようとします。 タービンを使用するということは、現在石炭火力発電所のように稼働している核分裂発電所のように核融合を維持することを意味します。 タービンは大量の持続的な熱で作動します。 大規模な封じ込められた石炭火災を考えてください。

LPP核融合は、資金が数百万ドルしかない高度な核融合を目指している小さな会社です。 ただし、パワーインのパーセンテージとパワーアウトのパーセンテージは、大きなJET（Joint European Torus）に非常に近いものです。 LPP核融合、ヘリオンエネルギー、HB11核融合、TAEは、パルス核融合の形態を模索しています。 この記事の一番上の画像を参照してください。 LPPフュージョンプランのハイライトは以下のとおりです。

私はまた、高度な核融合反応を目指すプロジェクトを好みます。 1億度ではなく100億度。

これが私の核融合プロジェクト追跡スプレッドシート画像です。

これがLPPFusionのスライドです。