ITER
service scientifique d'uture ITER est une proposition internationale de recherches/technologie du tokamak (fusion magnétique d'emprisonnement de ) pour un projet expérimental entre les études d'aujourd'hui de la physique du plasma et les usines électricité-productrices de l'énergie de fusion de de futur . Il construira sur la recherche faite avec des dispositifs tels que le DIII-D , le EST, le TFTR , le Joint European Torus , le JT-60 , et le T-15 , et sera considérablement plus grand que n'importe lequel d'entre elles.
Le le 21 novembre , le 2006 , les sept participants a officiellement accepté de placer le projet. Le programme est prévu durent pendant 30 années - 10 pour la construction, et 20 de l'opération - et ont coûté approximativement au € 10 milliards (US$14.6 milliard), qui lui feraient un du technoscientific moderne le plus cher Megaprojects qu'il sera basé dans le Cadarache , France . Il est techniquement prêt de commencer la construction et la première opération de plasma est prévue dans le 2016 .
L'ITER sera conçu pour produire approximativement 500 le MW (500.000 watts d'énergie de fusion soutenus pendant jusqu'à 400 secondes (comparées crête de s de GICLEUR à 'de 16 MW pour moins qu'une seconde) par la fusion d'environ 0.5 g de deutérium /de mélange tritium dans sa chambre de réacteur d'approximativement 840 m3. Bien qu'on s'attende à ce que l'ITER produise la puissance nette sous forme de chaleur, la chaleur produite ne sera pas employée pour ne produire d'aucune électricité.
Selon le consortium d'ITER, l'énergie de fusion offre le potentiel du " ; dans l'environnement bénin, largement applicable et essentiellement inexhaustible" ; L'électricité , les propriétés de qu'ils croient sera nécessaire en tant qu'augmentation des demandes d'énergie mondiale tandis que simultanément des émissions du gaz à effet de serre doivent être réduites, justifiant le projet de recherche cher.
ITER de était à l'origine un acronyme pour le réacteur expérimental thermonucléaire international de , mais ce titre était dû abandonné à la connotation populaire négative du " ; thermonucléaire, " ; particulièrement quand en même temps que le " ; Quot expérimental du ;. " ; Iter" ; signifie également le " ; trail" ; ou " ; path" ; dans le latin, et cette double signification reflète le rôle de l'ITER en armant la fusion nucléaire comme source d'énergie paisible.
Objectifs
L'objectif de fonctionnaire de l'ITER est au " ; démontrer la praticabilité scientifique et technologique de l'énergie de fusion pour le purposes" paisible ;. L'ITER a un certain nombre d'objectifs spécifiques, tout l'intéressé avec développer un réacteur de puissance viable de fusion : pour produire momentanément dix fois plus d'énergie thermique à partir du chauffage de fusion qu'est fourni par le chauffage auxiliaire (valeur une '' Q '' de 10).
Pour produire un plasma équilibré avec valeur plus considérablement que 5.
Pour maintenir une impulsion de fusion pendant jusqu'à huit minutes.
Pour mettre à feu un plasma (auto-entretenu) « brûlant » .
Pour développer des technologies et des processus a eu besoin pour une centrale de fusion - comprenant les aimants supraconducteurs et la manipulation à distance (entretien par le robot).
Pour vérifier des concepts breeding du tritium .
Pour raffiner la technologie de conversion de bouclier/chaleur de neutron (plus de l'énergie dans la réaction de fusion de D+T est libéré sous la forme de neutrons rapides).
Vue d'ensemble de réacteur
le de voient également : Fusion nucléaire de Quand le deutérium et le tritium fondent, deux noyaux viennent ensemble pour former un noyau de l'hélium (une particule ALPHA ), et un neutron de grande énergie .Tandis qu'en fait presque tout l'allumeur stable des isotopes sur la table périodique que le fer fondra avec un autre isotope et libérera l'énergie, le deutérium et le tritium sont de loin les plus attrayants pour la génération d'énergie car ils exigent de la plus basse énergie de faire ainsi.
Toutes les étoiles proto-- et de milieu de la vie rayonnent d'énormes quantités d'énergie produites par des processus de fusion. Amasser pour la masse, les dégagements de processus de fusion de deutérium-tritium approximativement trois fois autant énergie que la fission de l'uranium 235, et les millions de périodes plus d'énergie qu'une réaction chimique telle que le burning du charbon. C'est le but d'une centrale de fusion pour armer cette énergie pour produire l'électricité.
L'énergie d'activation pour la fusion est si haute parce que les protons à chaque noyau tendront à repousser fortement un un autre, car ils chacun ont la même charge positive . Un heuristique pour estimer des taux de réaction est que les noyaux doivent pouvoir obtenir à moins de 1 Femtometer (1 mètre de de × 10−15) de l'un l'autre, où les noyaux sont de plus en plus pour subir le Quantum perçant un tunnel après la barrière électrostatique du et le tournant où la force nucléaire forte et la force électrostatique sont également équilibrées, leur permettant de fondre. Dans l'ITER, cette distance d'approche est rendue possible par des températures et emprisonnement magnétique. Les températures élevées donnent aux noyaux assez d'énergie pour surmonter leur répulsion électrostatique (voir la distribution de Maxwell-Boltzmann de ). Pour le deutérium et le tritium, les taux optimaux de réaction se produisent aux températures sur l'ordre 100. Le plasma est chauffé à une température par le chauffage ohmique (courant un courant par le plasma). Le chauffage additionnel est appliqué using l'injection neutre (qui de faisceau de croise des lignes de champ magnétique sans débattement net et ne causera pas une grande rupture électromagnétique) et radiofréquence (rf) de ou chauffage de la micro-onde .
À de telles températures élevées, les particules ont une énergie cinétique de vaste , et par conséquent la vitesse. S'illimitées, les particules s'échapperont rapidement, prenant l'énergie avec elles, refroidissant le plasma au point où l'énergie nette n'est plus produite. Un réacteur réussi devrait contenir les particules dans un assez petit volume pendant un temps assez long pour une grande partie du plasma pour fondre. Dans l'ITER et beaucoup des autres réacteurs magnétiques de l'emprisonnement , le plasma, un gaz des particules chargées, est confiné using des champs magnétiques. Une particule chargée se déplaçant par un champ magnétique éprouve une perpendiculaire de force à la direction du voyage, ayant pour résultat l'accélération centripète , la confinant de ce fait pour se déplacer en cercle.
Un navire plein d'emprisonnement est nécessaire également, les deux pour protéger les aimants et tout autre équipement des températures et des photons et des particules énergiques, et pour maintenir un proche-vide pour que le plasma peuple. Le navire de retenue est soumis à un barrage des particules très énergiques, où les électrons, les ions, les photons, les particules ALPHA, et les neutrons bombardent constamment la surface et dégradent la structure. Le matériel doit être conçu à comique à cet environnement pour assez longtemps de sorte qu'une centrale électrique entière soit économique. Des essais de tels matériaux seront effectués à l'ITER et au IFMIF (service international d'irradiation de matériaux de fusion).
Une fois que la fusion a commencé, les hauts neutrons de l'énergie rayonneront des régions réactives du plasma, croisant des lignes de champ magnétique facilement dues à la neutralité de charge (voir le flux de neutrons ). Puisque c'est les neutrons qui reçoivent la majorité de l'énergie, ils seront la source primaire de l'ITER de rendement d'énergie. Dans le meilleur des cas, les particules ALPHA dépenseront leur énergie dans le plasma, davantage de chauffage il.
Au delà du mur intérieur du navire un de retenue de plusieurs examiner les modules couvrants est d'être placé. Ces modules sont conçus pour ralentir et absorber des neutrons d'une façon fiable et efficace, limitant des dommages au reste de la structure, et multipliant le tritium du lithium et des neutrons entrants pour le carburant. De l'énergie absorbée des neutrons rapides est extraite et passée sur le liquide réfrigérant primaire. Cette énergie calorifique serait alors employée pour actionner une turbine électricité-produisante à une vraie centrale ; cependant, dans l'ITER cette chaleur n'est pas d'intérêt scientifique, et sera extraite et débarrassée.
Histoire
learrightL'ITER a commencé dans 1985 comme collaboration entre l'Union européenne (par EURATOM ), le Etats-Unis , l'Union Soviétique puis et le Japon . Les phases de conception conceptuelles et de technologie ont mené à une conception acceptable et détaillée dans le 2001 , soutenu par la valeur US$650 million de la recherche et développement par le " ; ITER Parties" ; pour établir sa praticabilité pratique. Ces parties (avec la Fédération de Russie remplaçant l'Union Soviétique et par les Etats-Unis quittant le projet en 1999 et retournant en 2003) ont été associées aux négociations sur la futurs construction, fonctionnement et désarmement de l'ITER par le Canada (qui ont alors terminé leur participation à l'extrémité du 2003 ), le République populaire de Chine , et le république de Corée . Le Inde est officiellement devenu une partie d'ITER sur le 2005 du 6 décembre . On s'attend à ce que le projet coûte au sujet de €10 milliard (US$14 milliard) au-dessus de sa vie de trente ans.
Sur le 2005 du 28 juin , on lui a officiellement annoncé que l'ITER sera construit dans l'Union européenne dans le méridional France . Les négociations que cela a menées à la décision finie dans un compromis entre l'UE et le Japon, au ce Japon a été promis 20 pour cent du personnel de recherche sur l'endroit français de l'ITER, aussi bien que la tête du corps administratif de l'ITER. En outre, un autre service de recherches pour le projet sera établi au Japon, et l'Union européenne a accepté de contribuer environ 50% des coûts de cet établissement.
Sur le le 2006 du 21 novembre , un consortium international a signé un accord formel de construire le réacteur.
Le le 24 septembre , le 2007 , le République populaire de Chine est devenu la septième partie qui avait déposé l'accord d'ITER à l'AIEA .
Le le 24 octobre , le 2007 , l'accord d'ITER entré en vigueur et l'organisation d'ITER a légalement vu le jour.
L'ITER fonctionnera parallèlement à un moyen de tests de matériaux, le service international (IFMIF) d'irradiation de matériaux de fusion de , qui développera des matériaux appropriés pour l'usage en conditions extrêmes qui seront trouvées à de futures centrales de fusion. Les deux seront suivis d'une centrale de démonstration, la DÉMO , qui produirait de l'électricité. La DÉMO serait la première pour produire l'énergie électrique pour l'usage commercial.
Un " ; track" rapide ; la carte routière à une centrale commerciale de fusion a été esquissée dehors. Ce scénario, qui suppose que l'ITER continue à démontrer que la ligne de tokamak de l'emprisonnement magnétique est la plus prometteuse pour la production d'électricité, prévoit une centrale complète venant en ligne dans le 2050 , potentiellement conduisant à une adoption à grande échelle d'énergie de fusion au cours des trente années suivantes.
Endroit
Le processus de choisir un endroit pour l'ITER était long et dessiné dehors. Les emplacements le plus susceptibles étaient le Cadarache dans le Provence-Alpes-Côte-d'Azur , le France et le Rokkasho , Aomori , Japon . En plus, le Canada a annoncé une offre pour l'emplacement dans le Clarington dans le mai 2001 , mais s'est retiré de la course en 2003. Espagne a également offert un emplacement au Vandellòs sur le 2002 du 17 avril , mais l'UE décidée pour concentrer son appui seulement derrière l'emplacement français dans le défunt novembre 2003. À partir de ce moment là le choix était entre la France et le Japon.
Sur le le 2005 du 3 mai , l'UE et le Japon était d'accord sur un processus qui réglerait leur conflit en juillet.
Lors de la réunion finale dans le Moscou sur le le 2005 du 28 juin , les parties participantes a convenu sur l'emplacement dans le Cadarache dans le Provence-Alpes-Côte-d'Azur , France .
La construction du complexe d'ITER est prévue pour commencer en 2008, alors que l'ensemble du tokamak lui-même est programmé pour commencer en l'année 2011.
Participants
Actuellement il y a sept nationaux et parties supranationales participant au programme d'ITER : l'Union européenne (UE) de , Inde , Japon , République populaire de Chine , Russie , Corée du Sud , et le Etats-Unis . Le Portugal , un membre de l'UE, vise à inclure le Brésil dans le projet par l'intermédiaire d'un accord célébré entre les gouvernements des deux pays.Le Canada était précédemment un membre à part entière, mais a depuis retiré en raison d'un manque de financement à partir du gouvernement fédéral. Le manque de placement également a résulté en au Canada se retirant de son offre pour l'emplacement d'ITER en 2003.
On lui a annoncé que les participants à l'ITER considéreront l'offre de Kazakhstan joindre le programme.
Placement
Sans modification maintenant, les coûts proposés pour l'ITER sont €10 milliard pour la construction, l'entretien et la recherche liée à elle pendant sa vie. À la conférence du juin 2005 dans le Moscou les membres participants de la coopération d'ITER ont convenu sur la division suivante des contributions de placement : 50% du membre de accueil, de l'Union européenne et de 10% par chaque membre de non-accueil. Selon des sources lors de la réunion d'ITER à Jeju, la Corée, les six associés de non-centre serveur contribuera maintenant le 6/11th de tout le coût - un peu plus de la moitié - tandis que l'UE mettra dans le repos. Quant à la contribution industrielle, la Chine, l'Inde, la Corée, la Russie, et les USA contribueront la 1/11th chacune, le Japon 2/11th, et UE 4/11th.Bien que le Japon 'contribution financière de s en tant que membre de non-accueil soit 1/11th du total, l'UE a accepté de lui accorder un statut spécial de sorte que le Japon prévoie le 2/11th du personnel de recherche à Cadarache et soit attribué le 2/11th des contrats de construction, alors que le des contributions de composants de personnel et de construction de s d'Union européenne le 'seront coupées de la 5/11th à la 4/11th.
Critique
Bridget Woodman de Greenpeace a indiqué le " ; La poursuite de la fusion nucléaire et du projet d'ITER est folie. La fusion nucléaire a tous les problèmes d'énergie nucléaire, y compris produire la perte nucléaire et les risques d'un accident." nucléaire ; " ; Les gouvernements ne devraient pas gaspiller notre argent sur un jouet dangereux qui ne fournira jamais n'importe quelle énergie utile, " ; dit janv. Vande Putte de Greenpeace international. " ; Au lieu de cela, ils devraient investir dans l'énergie renouvelable qui est abondamment disponible, pas en 2080 mais today." ;Les groupes environnementaux français ont dit l'ITER de projet, étaient " ; dangerous" ; , " ; costly" ; , et " ; pas un generator" du travail ;. Une association française comprenant environ 700 groupes antinucléaires, Sortir du nucléaire (sortir de l'énergie nucléaire), également réclamé que l'ITER était un risque parce que les scientifiques n'ont pas encore su manoeuvrer le deutérium de grande énergie et des isotopes de l'hydrogène du tritium utilisés dans le processus de fusion.
Le projet d'ITER confronte de nombreuses issues techniquement provocantes. Le physicien français Sébastien Balibar, directeur de recherche au le CNRS a dit le que nous disons que nous mettrons le soleil dans une boîte. Le problème est, nous ne savent pas faire la boîte .
Un souci technique est que les 14 neutrons de mev produits par les réactions de fusion endommageront les matériaux dont le réacteur est construit. La recherche est en marche au IFMIF pour déterminer comment et/ou si des murs de réacteur peuvent être conçus pour durer assez longtemps pour rendre une centrale commerciale économiquement viable en présence du bombardement intense de neutron. Les dommages sont principalement provoqués par des neutrons de haute énergie frappant des atomes hors de leur position normale dans le réseau cristallin. Un problème relatif pour une future centrale commerciale de fusion est que le bombardement de neutron induira la radioactivité dans le réacteur elle-même. Le maintien et le désarmement d'un réacteur commercial peuvent être ainsi difficiles et chers. Un autre problème est que des aimants supraconducteurs sont endommagés par des flux de neutrons.
Le Rebecca nuit à , membre de Green/EFA le comité de s du Parlement européen du 'd'industrie, recherche et l'énergie, a indiqué : " ; En 50 années à venir la fusion nucléaire ni n'abordera le changement climatique ni garantira la sécurité de notre énergie supply." ; Arguant du fait que recherche en matière d'énergie de l'UE devrait être focalisé ailleurs, elle a dit : " ; Le groupe de Green/EFA exige que ces fonds soient dépensés à la place en recherche en matière d'énergie qui est approprié au futur. Une accent importante devrait maintenant être mise sur des sources renouvelables d'energy." ; Le français Noël Mamère de législateur de Parti Vert réclame que des efforts plus concrets de combattre le réchauffement global actuel seront négligés en raison de l'ITER : " ; Ce n'est pas de bonnes nouvelles pour le combat contre l'effet de serre parce que nous allons mettre dix milliards d'euros vers un projet qui a une limite de 30-50 ans où nous ne sommes pas même sûrs il serons effective." ;
Un certain nombre de chercheurs de fusion travaillant sur des systèmes de non-tokamak, tels que le Robert Bussard et le Eric Lerner , ont critiqué l'ITER pour le détournement du placement qu'ils croient pourraient être employés pour leurs conceptions potentiellement plus raisonnables et/ou rentables de centrale de fusion. Les critiques prélevées tournent souvent autour d'une réticence par des défenseurs d'ITER de faire face jusqu'aux problèmes potentiels (technique et économique) dus au nombre de travaux des scientifiques qui sont sur la ligne avec la recherche de tokamak.) sont assez seulement de soutenir la réaction pendant une heure au maximum, tandis qu'un réacteur de fission contient habituellement la valeur de plusieurs années du carburant. Les partisans notent cette énergie de fusion à grande échelle - si cela fonctionne - pourront produire l'électricité fiable sur demande et avec la pollution pratiquement nulle (aucun sous-produit gazeux de CO2 de /SO2/NOx n'est produit).
Selon des chercheurs à un réacteur de démonstration au Japon, un générateur de fusion devrait être faisable dans le 2030s et pas plus tard que le 2050s. Le Japon poursuit son propre programme de recherche avec plusieurs équipements opérationnels explorant différents aspects de la praticabilité.
Le coût de n'importe quel projet scientifique ou de technologie doit être pesé soigneusement contre son avantage possible. Seuls aux Etats-Unis, l'électricité explique US$210 milliard dans des ventes annuelles. Le secteur de l'électricité de l'Asie a attiré US$93 milliard dans l'investissement privé entre 1990 et 1999. Ces figures tiennent compte seulement des prix actuels courants. Les prix de pétrole largement étant prévu pour monter, la pression politique sur la production de carbone, et une demande solidement croissante, ces figures monteront assurément également. Les partisans affirment qu'un investissement dans la recherche maintenant devrait être regardé comme tentative de gagner un retour bien plus grand de futur pour l'économie. En outre, l'investissement mondial de moins qu'US$1 milliard par an dans l'ITER n'est pas incompatible avec la recherche concourante dans d'autres méthodes de production d'électricité.
Le contraire à la critique, partisans d'ITER affirment qu'il y a les avantages significatifs d'emploi liés au projet. L'ITER fournira l'emploi pour des centaines de physiciens, ingénieurs, scientifiques matériels, travailleurs de la construction et techniciens à court terme, et si réussi, mènera à une industrie globale de production d'électricité fusion-basée.
Les défenseurs de l'ITER soulignent que la seule manière de prouver d'une façon convaincante des idées pour résister au flux de neutrons intense est de soumettre expérimentalement des matériaux à ce flux - une des missions primaires de l'ITER et de l'IFMIF, et les deux équipements seront d'importance essentielle pour l'effort dû aux différences dans des spectres de puissance de neutron entre un vrai plasma brûlant de décollement et le spectre à produire par IFMIF. Le but de l'ITER est d'explorer les questions scientifiques et de technologie entourant des centrales de fusion, telles qu'il peut être possible de construire un intelligemment à l'avenir. Il est presque impossible d'obtenir des résultats théoriques satisfaisants concernant les propriétés des matériaux sous un flux de neutrons énergique intense, et on s'attend à ce que des plasmas brûlants aient les propriétés très différentes des plasmas extérieurement heated. Le point a été atteint, selon des défenseurs, où la réponse de ces questions au sujet des réacteurs à fusion par expérience (par l'intermédiaire de l'ITER) est un investissement économique de recherches, indiqués l'avantage potentiel monumental.
En conclusion, les défenseurs précisent que d'autres remplacements potentiels à l'utilisation courante des sources de combustible fossile ont des problèmes environnementaux de leurs propres. Le solaire, le vent , et la puissance hydro-électrique tous du ont un résultat de puissance faible relativement par kilomètre carré comparé à la DÉMO du successeur de l'ITER qui, à 5000 MW, devrait avoir une densité d'énergie qui dépasse même de grandes centrales de fission. Si la fusion devient jamais commercialement viable, on pourrait presque totalement éliminer des émissions du gaz à effet de serre de la génération de courant électrique, avec des incidences sur l'environnement minimales et sans issues à long terme de perte nucléaire.
Voir également
DÉMO
Service international d'irradiation de matériaux de fusion de
Énergie de fusion
Énergie nucléaire de en France
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