¿La potencia de fusión nuclear podrá aumentar?

Answer 1

Probablemente.

En la mayoría de los casos, puede almacenar cualquier exceso de energía (por pulsos) y luego medirlo.

Pero, depende de qué enfoque termine golpeando Net Power . En la fusión por láser (también conocida como ICF o fusión por confinamiento inercial) la “rampa” depende de la frecuencia con la que pueden disparar al objetivo. Aquí hay un resumen de las tasas para diferentes enfoques de ICF:

1. Encendido rápido o accionamiento directo , en este momento lo mejor es ~ 45 minutos en el sistema láser Omega.
2. Unidad indirecta: su NIF parlante, que probablemente dura varias horas.
3. Haz de iones pesados ​​ICF: el tiempo de disparo probablemente se reduce a segundos (los haces de iones son una tecnología más establecida). Pero los experimentos de ICF con haz de iones no son tan maduros (Berkeley todavía tiene un experimento en marcha, una startup está tratando de recaudar dinero).
4. Magnetized Target Fusion: el enfoque de General Fusions es un cruce entre una compresión tipo ICF con pistones y un spheromak (piense en una dona de plasma autosostenible). Serían rampas por la tasa de compresión. Lo mismo ocurre con el Experimento de revestimiento de plasma en Los Alamos, que es un conjunto de haces de plasma convergentes.

Si habla de tokamaks, tokamaks esféricos, estellaradores y similares, verá un rendimiento mixto en tiempo de ejecución y temperatura. Podrías “aumentar” aumentando o disminuyendo la concentración de iones dentro de la máquina, pero estás algo limitado porque tienes ventanas operativas . Por ejemplo, los tokamaks funcionan mejor en “Modo H” y necesita temperaturas, presiones y densidades objetivo para alcanzarlo. También podría aumentar, pulsando estas máquinas; Aquí hay algunos tiempos de ejecución:

1. Tokamaks esféricos : el tiempo de ejecución más largo que he visto fue de ~ 5 horas en la Universidad de Tokio (creo que fue TST-2). Pero, supongo que su temperatura y densidad eran bajas.
2. Stellerators: el Wx-7 en Alemania está diseñado para durar 30 minutos. Pero, simplemente comenzaron a ejecutarlo.
3. Tokamaks: Hasta donde yo sé, el registro de tokamak está en el rango de minutos (como 3 o 4 minutos).
4. Dynomak : Este enfoque parece ser meticuloso, por lo que es muy limitado en el espacio operativo. Es probable que aumentes pulsando. El equipo de la U de Washington se está preparando para recaudar 35 millones para hacer una startup sobre esto.

Si su campo de conversación invirtió las configuraciones , Tri Alpha Energy acaba de lanzar un documento que reclama 5 milisegundos por registro. Pero, todavía es un hito, porque estabilizaron el plasma durante el tiempo que la máquina estaba encendida. Por lo tanto, si pueden mantener la máquina encendida durante horas, presumiblemente obtendrían horas de fusión.

Si su conversación pellizca , también aumentará al controlar el pulso. Hay varios tipos de pellizcos, pellizcos híbridos y pellizcos exóticos. Éstos incluyen:

1. Enfoque de fusión: no sé nada de esto, pero si fuera a funcionar , sería una máquina pequeña, modular y pulsada.
2. Tornillo pellizcado , theta pinch y Z-Pinch son máquinas de pulso corto (tiempos pico y nano segundos). Estas fueron algunas de las primeras máquinas de fusión y (en mi opinión) tienen pocas posibilidades de comercializarse.
3. MAGLIF es una combinación de pinch y compresión por láser. Esto también es pulsado, pero debe esperar decenas de minutos entre disparos, porque se usa un láser y la lente debe enfriarse.
4. Experimento de dipolo levitante. A esto lo llamo una “pizca suave” exótica para plasma, casi como el plasma que se mueve hacia una “taza del inodoro” y se fusiona en el punto de mayor compresión. Se fusionaron durante 10 a 20 segundos. Aunque el MIT demostró que podían ejecutar la máquina durante 7-8 horas, no obtuvieron los fondos para realmente intentarlo.

Si hicimos espejos magnéticos , como la trampa dinámica de gas o máquinas como The Mirror Experiment (TMX), estamos tomando pulsos en los milisegundos, hasta segundos.

No sabemos mucho sobre el reactor Compact Fusion de Lockheed Martins , no han podido publicar. Lo que sabemos es de 3 solicitudes de patentes estadounidenses y la charla del Dr. Tom McGuires en Princeton en agosto. Están utilizando el confinamiento de la cúspide, similar al pozo de polietileno para atrapar, pero se están calentando mediante inyección de haz neutro (un método común). Apuesto a que tienen tiempos de ejecución del orden de segundos. Entonces esto también aumenta por pulsación.

Lo mejor que ha logrado Polywell es en el rango de microsegundos, pero en mi opinión, esto se debe a que el equipo solo tenía un pequeño presupuesto para trabajar. Se han propuesto otros conceptos de máquinas IEC, no realmente probados; como: fusores blindados magnéticamente, POPS, MIX y Marble. Pero es difícil de superar el fusor básico.

Los fusores son, de lejos, las máquinas de fusión más baratas, simples y de mayor duración que he mencionado hasta ahora . Un fusor puede funcionar durante miles de horas por miles de dólares. Pueden ser construidos por adolescentes en sus sótanos. Tenemos aficionados que obtienen 1E8 fusiones por segundo, continuamente durante horas. Los fusores simplemente no pueden obtener potencia neta.

En conclusión, la aceleración de la fusión podría hacerse mediante:

1. Control de tiempo de repetición (método más común)
2. Almacenamiento de energía para volver a medir más tarde (menos común)
3. Cambio de la concentración de iones (raro)
4. Cambiar la ventana operativa (más rara)

Cualquiera que sea el método que usemos, dependerá de qué tecnología gane.

Answer 2

Seguro. Las plantas de fusión podrían usarse para el seguimiento de la carga.

Además, las plantas de fisión son particularmente fáciles de usar para el seguimiento de la carga.

Sin embargo, uno odiaría diseñar una red eléctrica de esa manera. Las plantas de fisión y fusión son (serán) caras de construir y baratas de operar. Una vez que haya realizado la inversión, no querrá dejar que se quede allí a una potencia parcial o cero potencia. Si lo hace, está pagando intereses sobre el dinero que pidió prestado para construir la planta y no está generando ningún ingreso con ese dinero.

Estoy hablando de los principales diseños de fusión, stellarators y tokamaks. Cualquiera de estos será bastante costoso de construir.

El punto con la fusión sería que si disparas un poco más de DT al reactor, la potencia aumentará de inmediato. Con una planta de carbón, por el contrario, debe arrojar más carbón, esperar a que se encienda y que la caldera comience a producir gradualmente más vapor. No sé cuánto tiempo lleva esto, pero es un número de minutos, tal vez decenas de minutos, en comparación con el aumento básicamente instantáneo en la potencia de una planta de fusión.