Tim iz Argonne-a, MIT-a i drugih laboratorija razvio je OpenMC — otvoreni Monte Karlo softver koji omogućava virtuelne eksperimente i predviđanje ponašanja čestica u fuzijskim komorama. Softver pomaže da se proceni potrošnja goriva i šteta od zračenja, smanjujući rizik pre izgradnje skupog hardvera. Iako fuzija obećava gotovo neograničenu, čistu energiju, komercijalni reaktori verovatno neće biti dostupni narednih godina; za to vreme solar i vetar ostaju najbrže i najjeftinije opcije.
OpenMC Ubrzava Put Ka Fuzijskoj Energiji — Otvoreni Monte Karlo Softver
Photo Credit: iStock
Tim iz Argonne National Laboratory, MIT-a i drugih istraživačkih centara razvio je OpenMC — open-source Monte Karlo softver koji može ubrzati dizajn i testiranje prototipova za fuzijsku energiju.
OpenMC koristi Monte Karlo metode, odnosno ponovljeno slučajno uzorkovanje, kako bi modelovao ponašanje čestica i kompleksne fizičke procese unutar reaktorskih komora. Softver omogućava istraživačima izvođenje "virtuelnih eksperimenata" koji smanjuju potrebu za skupim i rizičnim fizičkim testiranjima.
Šta je OpenMC?
OpenMC je paket otvorenog koda kojim mogu da pristupe laboratorije i istraživači širom sveta. Namenjen je simulacijama neutrona, fotona i drugih subatomskih čestica kako bi se predvidelo ponašanje goriva i materijala u reaktorima.
Kako pomaže razvoju fuzije?
Softver omogućava inženjerima da unapred procene koliko brzo će se nuklearno gorivo trošiti, kao i koliku štetu može da nanese zračenje materijalima konstrukcije. To znači da, pre nego što se investira u skupu izradu hardvera, timovi već mogu da razumeju ključne ponašanja sistema i optimizuju dizajn.
"Pomaže u ubrzavanju inovacija," navodi se u objavi Argonne-a.
Prema računarskom naučniku Paulu Romanu: "Softver može predvideti koliko brzo će se nuklearno gorivo trošiti ili koliko štete zračenje može naneti materijalima reaktora."
Osnovni koncept fuzije
Fuzija je proces u kome se dva laka atoma spajaju u teži, pri čemu se oslobađa velika količina toplote — isti princip koji napaja Sunce. Reprodukcija ovih uslova na Zemlji zahteva ekstremno visoke temperature i kontrolisane plazme, koje se često drže u naprednim magnetnim komorama poznatim kao tokamaci.
Toplotna energija iz fuzije može da se iskoristi za stvaranje pare koja pokreće turbine i proizvodi električnu energiju, slično kao u konvencionalnim elektranama.
Izazovi i realnosti
Eksperimentalni fuzioni projekti širom sveta koštaju milijarde dolara i trenutno nisu komercijalno održivi. Iako fuzija nudi potencijal za gotovo neograničenu, bezizduvničku energiju bez dugotrajnog radioaktivnog otpada i bez rizika od topljenja jezgra kao kod nekih fisionih nesreća, očekuje se da će proći još godina pre nego što se izgradi funkcionalna komercijalna elektrana.
Za poređenje, fisioni reaktori danas obezbeđuju oko 20% električne energije u SAD. Departman energetike (DOE) izvestio je da se godišnje u SAD proizvede dovoljno iskorišćenog nuklearnog goriva da bi napunilo polovinu olimpijskog bazena; taj otpad obično je u obliku keramičkih peleta.
Gde renovljivi izvori stoje sada?
Dok se fuzija razvija, solarna i vetroenergija ostaju najjeftiniji i najbrže primenljivi načini za povećanje proizvodnje električne energije. Analitičari iz firme Lazard i izveštaji medija kao NPR ističu da obnovljivi izvori i dalje imaju ključnu ulogu u kratkoročnom i srednjoročnom rastu kapaciteta. Takođe, stručnjaci iz NASA-e i drugih organizacija ukazuju na veze između zagađenja vazduha i promena u obrascima ekstremnih vremenskih događaja, što dodatno naglašava prednosti čiste energije.
Zaključak
OpenMC predstavlja značajan alat za istraživače jer omogućava precizne simulacije koje mogu smanjiti troškove i rizike kod razvoja fuzionih prototipova. Ipak, i uz napredak softverskih i hardverskih alata, komercijalna fuzija verovatno neće postati stvarnost narednih nekoliko godina, pa su u međuvremenu solar i vetar i dalje praktična rešenja za brzu dekarbonizaciju energetskog sistema.
Pomozite nam da budemo bolji.
