ENERGETYKA, RYNEK ENERGII - CIRE.pl - energetyka zaczyna dzień od CIRENowe technologie w energetyce
Właścicielem portalu jest ARE S.A.
ARE S.A.

SZUKAJ:



PANEL LOGOWANIA

X
Portal CIRE.PL wykorzystuje mechanizm plików cookies. Jeśli nie chcesz, aby nasz serwer zapisywał na Twoim urządzeniu pliki cookies, zablokuj ich stosowanie w swojej przeglądarce. Szczegóły.


SERWIS INFORMACYJNY CIRE 24

Polacy w projekcie ITER
27.03.2019r. 10:08

Naukowcy z Politechniki Łódzkiej są zaangażowani w stworzenie tokamaka ITER - eksperymentalnego reaktora termonuklearnego, który powstaje we Francji. To jedna z najdroższych inwestycji naukowych na świecie - pochłonęła już ponad 18 mld euro.
Realizowany na południu Francji projekt budowy reaktora ITER ma być podstawą dla przyszłych elektrowni termojądrowych.

Reaktor ITER ma konstrukcję tokamaka - urządzenia, które pozwala na przeprowadzenie kontrolowanej reakcji termojądrowej. Takie reakcje zachodzą w naturze - są one (obok energii grawitacyjnej) głównym źródłem energii gwiazd. Według ekspertów budowa reaktora, w którym można będzie przeprowadzać podobne reakcje, pomoże rozwiązać problem produkcji czystej energii elektrycznej. W praktyce oznacza to, że w przyszłości przy pomocy tokamaków można będzie wytwarzać energię elektryczną bez obciążania środowiska.

ITER - największy zbudowany do tej pory tokamak - pozwoli po raz pierwszy w historii na uzyskanie dodatniego bilansu energetycznego. To znaczy, że wyprodukuje on więcej energii, niż zostanie do niego dostarczone - mówi PAP dr hab. inż Dariusz Makowski z Katedry Mikroelektroniki i Technik Informatycznych (KMiTI) PŁ.

"W przypadku ITER w wyniku dostarczenia 50 MW planuje się uzyskać ok. 500 MW energii. Natomiast w przyszłości ta sprawność będzie mogła być znacznie podniesiona. Myślę, że synteza termojądrowa pozwoli uzyskiwać tyle samo - albo więcej energii, niż w obecnych elektrowniach jądrowych" - dodał dr Makowski, który koordynuje projekt z ramienia PŁ.

ITER nie będzie pełnił funkcji elektrowni; jest projektem demonstracyjnym i typowo naukowym. Ma posłużyć do zbadania możliwości związanych z produkowaniem energii z użyciem kontrolowanej fuzji jądrowej na wielką skalę.

"Główną zasadą jego działania jest odwzorowanie procesów, które zachodzą na Słońcu i produkują energię w potężnych ilościach. Paliwem wejściowym do tokamaka ITER będzie deuter i tryt, z których w reakcji termojądrowej powstaną cięższe pierwiastki, tj. hel - oraz ogromne ilości energii, którą będzie można wykorzystać do produkcji energii elektrycznej. Finalnie dążymy do tego, aby nie produkować odpadów radioaktywnych, jak to jest w przypadku elektrowni jądrowych" - opowiada dr Makowski.

Zdaniem kierownika KMiTI prof. Andrzeja Napieralskiego korzystanie z takich rozwiązań przypomina sytuację, w której energię Słońca przenieślibyśmy na Ziemię. "Dążymy do tego, żeby nie były potrzebne już żadne źródła węgla i ropy naftowej, ale żeby energię, jaka jest na Słońcu, otrzymać także na Ziemi" - dodał.

Do otrzymania kontrolowanej fuzji jądrowej niezbędny jest właśnie tokamak (urządzenie z cewkami toroidalnymi), w którym - dzięki silnemu polu magnetycznemu - utrzymywany jest pierścień gorącej plazmy. "Plazma o temperaturze 200 mln stopni Celsjusza krąży w polu magnetycznym i dzięki temu możliwa jest synteza termojądrowa. Naszą rolą jest monitorowanie tego procesu tak, żeby plazma nie dotknęła ścianek komory" - dodał prof. Napieralski.

Naukowcy podkreślają, że w budowę ITER zaangażowane są UE, Stany Zjednoczone, Japonia, Korea Płd., Chiny, Rosja i Indie.

Naukowcy z Politechniki Łódzkiej uczestniczą w projekcie od 2010 r. Opracowują podsystemy oprzyrządowania i sterowania IC (Instrumentation and Control), zapewniające stabilne sterowanie tokamakiem, gwarantujące bezpieczeństwo pracy, diagnostykę plazmy oraz pozwalające na przeprowadzanie badań fizycznych.
Do poważniejszych wyzwań badacze zaliczają opracowanie metodyki projektowania systemów diagnostycznych i dostarczenie kompletnych systemów elektronicznych i oprogramowania.

"Po naszej stronie jest opracowanie wymagań dla tych systemów diagnostycznych, przygotowanie dokumentacji projektowej, wykonanie projektu, implementacja, opracowanie oprogramowania nisko- i wysokopoziomowego, a skończywszy na przypadkach testowych, testach oraz instrukcji obsługi, którą musimy dostarczyć do ITER-u" - wyjaśnił koordynator projektu z ramienia PŁ.

Najważniejszą częścią systemu oprzyrządowania i sterowania jest system akwizycji danych, zbierający sygnały z kilkudziesięciu tysięcy czujników, cyfrowych i analogowych. W przypadku ITER mierzonych będzie ok. 100 tys. analogowych wartości, takich jak: temperatura, prędkość przepływu, czy gęstość elektronowa plazmy.

Zbudowanie tak różnorodnych systemów pomiarowych stanowi wyzwanie i wymaga użycia najnowszych technologii przetwarzania danych w czasie rzeczywistym, tj. układy FPGA (Field Programmable Gate Array), procesory GPU (Graphics Processing Unit) i CPU (Central Processing Unit) oraz odpowiednio elastycznej platformy sprzętowej, pozwalającej na integrację układów diagnostyki i przetwarzania danych.

"Naszym zadaniem jest opracowanie metodyki projektowania takich systemów, począwszy od systemów elektronicznych, projektów obwodów drukowanych, interfejsów, oprogramowania układów FPGA, które pozwalają na rejestrowanie obrazów i sygnałów analogowych, np. temperatur mierzonych we wnętrzu tokamaka - oraz finalnie, sterowanie samą plazmą i utrzymanie jej w stabilnych warunkach" - opowiada naukowiec.

Diagnostyka plazmy wymaga również użycia systemów wizyjnych, które wykorzystują kamery oraz detektory pracujące w szerokim zakresie - od promieniowania widzialnego, podczerwonego do promieniowania gamma."Systemy wizyjne obserwują plazmę przy pomocy ultraszybkich kamer, mogących wykonywać nawet 200 tys. klatek na sekundę. W tym przypadku także istnieje szereg wyzwań ze względu na ogromne ilości dostarczanych danych. Z jednej takiej kamery pochodzi ok. 8 GB danych na sekundę, a takich kamer w projekcie ITER będzie ok. 200, więc są to potężne ilości danych, które trzeba przetworzyć w czasie rzeczywistym" - podkreślił dr Makowski.

Systemy diagnostyczne tokamaka będą dostarczone przez różne kraje biorące udział w projekcie. Dlatego - zdaniem naukowców - dla zapewnienia ich kompatybilności ważne jest posługiwanie się ujednoliconą metodyką budowy systemów sterujących, akwizycji i przetwarzania danych.

W ocenie naukowca fuzja jądrowa to przyszłość energetyczna na Ziemi, która jednak nieprędko zostanie zrealizowana. W przypadku ITER pierwszy zapłon plazmy zaplanowano na 2025 r., a dopiero w 2035 roku tokamak powinien pracować z docelowymi parametrami.

"Pierwsze elektrownie termojądrowe planowane są na lata 2040-2050. Mamy nadzieję, że uda się wtedy zastąpić wysłużone już elektrownie jądrowe nowymi elektrowniami, bazującymi na fuzji termojądrowej" - podsumował dr hab. inż Dariusz Makowski z PŁ.

KOMENTARZE ( 2 )


Autor: Janek 27.03.2019r. 10:45
Rzadki przypadek, który potwierdza regułę. Polska wpłaca duże składki na ten projekt a udział krajowych firm jest... pełna treść komentarza
ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI

Autor: to przecież... 28.03.2019r. 10:03
..nie ma prawa działać ! To urządzenie nigdy nie wyprodukuje energii elektrycznej netto.
ODPOWIEDZ ZGŁOŚ DO MODERACJI
Dodaj nowy Komentarze ( 2 )

DODAJ KOMENTARZ
Redakcja portalu CIRE informuje, że publikowane komentarze są prywatnymi opiniami użytkowników portalu CIRE. Redakcja portalu CIRE nie ponosi odpowiedzialności za ich treść.

Przesłanie komentarza oznacza akceptację Regulaminu umieszczania komentarzy do informacji i materiałów publikowanych w portalu CIRE.PL
Ewentualne opóźnienie w pojawianiu się wpisanych komentarzy wynika z technicznych uwarunkowań funkcjonowania portalu. szczegóły...

Podpis:


Poinformuj mnie o nowych komentarzach w tym temacie




cire
©2002-2019
Agencja Rynku Energii S.A.
mobilne cire
IT BCE