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Apresentação Dr. HoráCio Fernandes
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Apresentação Dr. HoráCio Fernandes

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  • Transcript

    • 1. A Fusão Nuclear e o Projecto ITER Contributo para a Conferência: PRODUÇÃO, CONSUMO E EFICIÊNCIA ENERGÉTICA PARA A PRÓXIMA DÉCADA EM PORTUGAL por Horácio Fernandes
    • 2. Construir Ideias
    • 3. Contribuição Energética “ The challenge for all countries is to put in motion a transition to a more secure, lower-carbon energy system, without undermining economic and social development.” World Energy Outlook 2007 (OECD/IEA)
    • 4. Défice energético
      • Contribuição da Fusão até 2100
        • Apenas conseguirá suprir excedente da procura ! (actual road map )
        • Alternativa apenas reside no Carvão
          • Gás natural e petróleo manterão oferta?
          • Recursos de Urânio continuam escassos e com elevados custos de refinamento
          • “ Breeders ” – opção a 30 anos?
    • 5. Fusão Nuclear
      • E=mc 2
        • 2 Núcleos leves
        • 1 Núcleo pesado
        • 1 neutrão
      •  Massa convertida em energia
      • 25 g combustível
        • 10 toneladas Carvão
        • Necessidade electricidade 1 pessoa/vida
    • 6. Domar a energia das estrelas
      • Sol vs MAST
      • Densidade vsTemperatura
    • 7. Plasma
      • Quarto estado da matéria
      • Partículas energéticas
      • Perde-se ligação química - átomos
    • 8. Os plasmas entre nós
    • 9. Para quando?
      • JET 1997
      • Única máquina com capacidade para operar num regime de fusão nuclear
      1.7 MW (World First) 16.2 MW (World Record) Potência de fusão Q = 0.6
    • 10. Central de Fusão - Bas Pease, 1956
    • 11. O Caminho
    • 12. ITER
      • Colaboração Internacional
        • “ In Kind”
        • 10 G€
      • Objectivos
        • Provar a viabilidade científica e técnica da energia de fusão
        • Testar o funcionamento integrado de todas as tecnologias necessárias ao funcionamento de uma central eléctrica de fusão nuclear.
      • P = 500 MW, D = 300 s, Q = 10 - 20
      • Duração: 10 anos Construção, 20 anos Exploração
    • 13. Um passo necessário
      • O ITER é um passo necessário entre o JET e um protótipo de uma central de energia de fusão (DEMO), que poderá demonstrar a produção de energia em larga escala dentro de 35 anos
      • A contribuição da energia de fusão poderá tornar-se significativa para o portfólio energético na segunda metade do século
    • 14. Evolução ITER JET DEMO 6 meters 80 m3 ~ 16 MW th 12 meters 800 m 3 ~ 500 MW th Diâmetro (torus) Volume de Plasma Potência de fusão 1000 MW el
    • 15. Parceiros ITER
    • 16. Tecnologia
    • 17. Custo por área
    • 18. Oportunidades para as empresas
      • Estimativas preliminares:
        • a contribuição total da União Europeia para o ITER será distribuída por 220 contratos:
          • 130 contratos para fabrico/ fornecimento com valor médio de 12 M€ variando entre 2 M€ até 60 M€ por contrato
          • 90 contratos de serviços: suporte de engenharia à Organização ITER durante a construção, com valor médio de 12M€.
        • Complemento aos contratos para principais componentes e serviços levarão a subcontratação de empresas:
          • serviços de engenharia
          • tecnologias específicas
          • equipamentos
      • O ITER irá necessitar dos serviços de numerosas organizações, e terá um forte envolvimento da Indústria, incluindo Pequenas e Médias Empresas (PMEs).
    • 19. Participação portuguesa
      • Estudos de erosão e deposição de materiais com relevância para o diversor do ITER
      • Apoio ao desenvolvimento do sistema de gestão de Qualidade para a Agência doméstica Europeia e apoio às Associações nos projectos
      • Manipulação remota para o ITER
      • Revisão do CODAC do ITER
      • Design de Diagnósticos para o ITER
        • Core-Plasma LIDAR Thomson Scattering
        • Equatorial visible/IR wide angle viewing system
        • Plasma position reflectometer
      • Design mecânico (CAD) e análise térmica de sub-sistemas para o manipulador remoto DTP2
      • Análise térmica da bomba de vácuo (com códigos NASTRAN e ESARAD) para o feixe de neutros de diagnóstico (DNB cryopump)
    • 20. Tokamaks no Mundo
      • 54 tokamaks operacionais (+ stellarators, pinches, spheromaks)
        • Ásia: 26 (14 - Japão, 5 - China)
        • Europa: 15 (6 - Russos, 2 - UK, 2 - Alemanha)
        • América: 12 (7 - USA, 3 - Brazil)
        • África, Médio oriente e Oceania: 4
      • Orçamento Internacional:1-2 GEuro/ano
      • ITER fundado em cooperação (10 G$USD)
      • Orçamento fusão correcto para o progresso
    • 21. Séc. XXI – Século da luz?
      • Aparente “boom” no séc. XXI
        • Proliferação de tokamaks
          • ITER em construção
          • IFMIF - projecto
          • 2 grandes e 14 médios tokamaks em operação (JET, JT-60U, DIII-D, AUG, Tore Supra, MAST, NSTX, TEXTOR, HT-7M etc.)+ LHD, pinches, IF devices (NIF, etc)
          • 5 novos tokamaks médios : KSTAR (Coreia), EAST (China), SST-1 (Índia), QUEST (Japão), KTM (Cazaquistão). TODOS na Ásia!
          • Grande stellarator em construção (W7-X, Alemanha)
          • JT60-SA “tokamak satélite” do ITER
          • CTF (ST Teste de componentes), estudos preliminares
          • … ~ 70 pequenos dispositivos
    • 22. Novos tokamaks
      • KSTAR, Coreia (Operação Setembro 2007)
      • QUEST, Kyushu University, Japão (plasma Junho 2008)
      • SST-1, Índia (2008)
      • KTM, Cazaquistão (Construído, operação 2009)
      • TOKASTAR, Nagoya Univ., Japão, (primeiro plasma)
      • TEXT/HUST, US=> Wuhan Univ., China
      • Proto-Sphera, Itália (Vindo do START, UK)
      • COMPASS-D, UK=> Praga, Rep. Checa (operação Dezembro 2008)
      • STOR-1, Canadá> Univ. of Utah, US, (operação)
      • HT-2M, PRC=> Paquistão
      • MEDUSA, US => México (planos)
      • NOVILLO, México (re-start)
      • DAMADAN, Irão (operacional 2007)
      • Em estudo:
        • Rússia, Canadá, México, Brasil, Irão, Egipto, Arábia Saudita, Bielo-Rússia, Tailândia, Líbano
      • Mais de 20 novos tokamaks desde 2005
    • 23. Porquê da proliferação
      • Interesse de cada país num DEMO
      • Desenvolvimento de tecnologias, diagnósticos e materiais em tokamaks pequenos e médios
        • Ex. Metais líquidos ( ISTTOK, CDX, T-11M, FTU, NSTX )
      • Regimes avançados
        • AC (ISTTOK, STOR-M, HT-7M)
        • Configurações alternativas (MAST, ETE)
      • Problemas em aberto no ITER
      • Treino e formação (Físicos e Engenheiros )
    • 24. Programa Português de Fusão
      • Treino e formação de pessoal
        • Doutoramento Europeu (Internacional) em Fusão
        • Mestrado em Engenharia Física
        • Doutoramento em Física
      • Projectos de desenvolvimento
        • JET, ITER, TCV, COMPASS, TORE-SUPRA, FTU, TCABR, ETE, TJ-II
      • Investigação Científica
        • Teoria e modelização
        • Engenharia de tokamaks (Reflectometria e Aquisição de Dados)
    • 25. Associação EURATOM-IST
      • Instituto de Plasmas e Fusão Nuclear
        • Unidade de Investigação da Associação EURATOM-IST
      • Recursos humanos: >72 ppy - 32 PhDs
      • Principais áreas de investigação
        • Física Experimental – Tokamak ISTTOK
        • Diagnósticos – Reflectometria
        • Sistemas de Controlo e Aquisição de Dados
        • Física de Plasmas
      • Actividades “Keep in-touch” com a fusão inércial
      • Colaborações internacionais:
        • Espanha, Alemanha, Reino Unido, República Checa, Brasil, França, Itália e Letónia
    • 26. JET – Um exemplo
    • 27. Parceiros IPFN
      • Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN)
      • Centro de Electrónica e Instrumentação, da Faculdade de Ciência e Tecnologia da Universidade de Coimbra
      • Depart. Física da Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto
      • Depart. Física da Universidade da Beira interior
      • Depart. Física da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
      • Universidade da Covilhã
      • Instituto de Sistemas e Robótica - Lisboa (IST)
    • 28. Política Energética
      • Enquadrar honestamente a Fusão Nuclear
      • Uma nova política energética deve ser baseada nos seguintes pontos:
        • Flexibilidade  vários fornecedores
        • Diversidade  recurso a todas as formas de energia
        • Inovação  desenvolvimento de novas tecnologias energéticas
      • No actual estado do conhecimento, a Fusão Nuclear será a tecnologia que melhor pode contribuir para uma solução global do problema energético da Humanidade
      • Complemento de outras tecnologias – bolsa on-line de oferta energética
      O meu avô andou de camelo, o meu pai conduziu um carro, eu tenho um avião, o meu filho vai andar de camelo Ditado Saudita
    • 29. Mais informação
      • Participação portuguesa no Programa Europeu de Fusão
        • http://www.ipfn.ist.utl.pt
      • Programa Europeu de Fusão
        • http://www.efda.org
        • http://www.jet.efda.org
      • ITER
        • http://www.iter.org
      • Participação Europeia no ITER
        • http://fusionforenergy.europa.eu/
      • Participação das empresas portuguesas no ITER
        • http://iter.cfn.ist.utl.pt/Empresas