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レポート:今こそアメリカの核融合パイロットプラントに投資する時です

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全米科学技術医学アカデミーからの新しいレポートは、米国が次のような多国籍プロジェクトへの貢献を活用したい場合に推奨しています。 ITER 民間のグリーンエネルギー投資の波に乗って、今こそ、どの核融合技術を使用するかに関係なく、2035-2040年の間に稼働するパイロット核融合エネルギープラントを建設するための「緊急の」大規模な投資推進の時です。

このレポートは、米国エネルギー省から委託され、主要な核融合研究者、部品メーカー、発電所オペレーター、核融合開発者、規制当局、および政府からの意見を求めて、そのような施設を稼働させるために必要な重要な目標と革新に関する質問に対処しました。 。

「純電力を生産する核融合プラントは、将来のプラントを設計、建設、ライセンス供与、運用するために電力会社が必要とする情報を提供することにより、商業的に実行可能な核融合発電所につながるはずです」と報告書は読みます。 「パイロットプラントは、商業プラントの経済的実行可能性を実証することを目的としていませんが、採用された技術をテストし、電力を生成するための高度な熱抽出、長期間の可用性、および燃料サイクルとトリチウムの自給自足を実証することを目的としています。 ; 建設および運用コストを削減するための手法を探る。 安全で信頼性の高い操作を示します。 将来の商業プラントの潜在的なオペレーターにトレーニングを提供します。」

レポートは、実行可能な設計の目標日として2028を設定し、途中で満たす必要のあるいくつかの重要な技術的および革新的な課題と、特定の技術が一部になる前に満たす必要があるマイルストーンを示しています。パイロットプラント設計の。 たとえば、重水素-トリチウム原子炉の場合、レポートでは、「少なくとも100億℃の温度と、DT相当のプラズマエネルギーゲイン> 1を同時に示す」と予測されています。 代替燃料は、同様のガイドラインを満たす必要がありますが、まだレイアウトされていません。

米国の核融合パイロットプラントの開発と建設に必要な主要な活動
米国の核融合パイロットプラントの開発と建設に必要な主要な活動

国立科学アカデミー、工学、医学

報告書によると、潜在的なプラントのほぼすべてのコンポーネントは、核融合炉内で予想される極端な環境に対処するために重要な材料開発を必要とします。それらは、商業環境で一度に何十年もノンストップで異常な罰に耐える必要があります。

これらのトロイダルシステムが超高温プラズマを凝縮した状態に保つために使用する高温超伝導磁石は、たとえば、中性子劣化、疲労、腐食などにどれだけ耐えられるかを調べるために調査する必要があります。 したがって、報告書は、パイロットプラントの一部を形成する可能性のある材料および高度な製造技術を対象とした研究プログラムおよび試験施設への即時投資を推奨しています。

既存のトロイダル核融合システムで使用されているプラ​​ズマ加熱および電流駆動アクチュエータは、研究者に「核融合システムを効果的に駆動および制御する能力への信頼を高めている」と報告書は述べていますが、研究システムからそれらを再利用するには「大幅な進歩が必要です」費用対効果の高い操作、信頼性、耐久性を備えたパイロットプラントアプリケーションは、必要な改善の重要な領域です。

ITERプロジェクトのような重水素-トリチウム原子炉の「基本的な実現可能性の問題」のXNUMXつは、商用利用されると、プラズマの周りの「ブランケット」で独自のトリチウム燃料を「繁殖」させる能力と、システム全体の能力です。核融合発電所の「複雑で相互作用するシステム」を通じて、そのトリチウムを効果的に管理します。 したがって、報告書は、繁殖用ブランケットに関する研究プロジェクトのサポート、および植物が在庫に保持する必要のあるトリチウムの量を減らすのに役立つ可能性のある他のイニシアチブを示唆しています。

核融合の閉じ込め、電力の抽出、核融合燃料サイクルの閉鎖に関するこれらすべてのイニシアチブとその他のイニシアチブは、並行して開発されるべきであると報告書は述べています。重要な領域ごとに。

エネルギー省の最終的な目標は、特に技術の商業化に関して、米国を核融合開発のリーダーとして位置付けることです。 レポートの注意を逃れていません。 英国は2040年までに独自のSTEP商用融合パイロットプラントに向けて取り組んでいます、または中国核融合工学試験炉(CFETR)は、ITER設備のXNUMX倍のギガワットの電力を生成することを望んでおり、XNUMXつは電力に電力を供給する世界初の核融合炉になることを競っています。グリッド。

別のダークホース候補はオーストラリアから出てきており、トロイダルトカマクデザインをまったく使用していません。 HB11は、まったく異なる水素-ホウ素核融合技術の開発を加速させるために急速に動いています それは10億度の温度をまったく必要としません。 代わりに、「チャープパルス増幅」技術における最近のノーベル賞を受賞した画期的な技術を使用して、最大10,000,000,000,000ペタワット(XNUMXキロワット)の出力を持つレーザーを作成します。

これらのレーザーは、陽子間の反発力に打ち勝ち、融合を達成するのに十分なエネルギーで水素を直接ホウ素に大規模に加速するために使用されます。 初期のテストでは、予想の11億倍もの優れた結果が示され、システムは直接発電します。 HBXNUMXは、超高温と高強度のプラズマコンデンサーがないため、開発ロードマップがこのレポートで検討されているスタイルよりもはるかに迅速かつ安価になると考えており、これは確かにフォローする価値のあるテクノロジーです。

しかし、ここでのポイントは、重要な商業化前の核融合パイロットリアクトルが2040年までに非常に多くのテーブルにあるようです。まあ、それはどうですか、ちょうど20年先です。

完全なレポートは、 ナショナルアカデミープレス.

ソース: 国立科学工学医学アカデミー

出典:https://newatlas.com/energy/fusion-report-2021/

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歩行者の命を救うために設計された街路ベースのレーダーシステム

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現在、多くの車に装備されています 歩行者検知レーダーシステム、ただし、これらのシステムは、建物やその他の車両などの障害物によってブロックされる可能性があります。 新しいセットアップは、レーダーを街頭に持って行くことで、その問題を回避することを目的としています。

このシステムは現在、HORISプロジェクトの一環として、ドイツのフラウンホーファー研究グループのXNUMXつの別々の部門によって開発されています。 インフラストラクチャに接続された MIMOレーダーセンサー、バス停、通学区域、横断歩道など、歩行者の多い場所に設置できます。

各センサーユニットは、100秒間にXNUMX回領域を継続的にスキャンし、最初に物体を人として識別し、次に歩行または走行の速度と方向を確認することができます。 。 システムが、人が道路に向かっている速度が速すぎると判断した場合(つまり、対向車の前に出ようとしている場合)、警告信号を発します。

このような無線信号は、近くの車の車両インフラストラクチャ(V2I)システムによって受信され、歩行者に衝突しようとしている可能性のあるすべての車両でオーディオ/ビジュアルアラームが鳴ったり表示されたりします。 システムはおそらくそれらの車のブレーキを自動的に作動させることさえできるでしょう。

システムで利用されているMIMOレーダーセンサーのXNUMXつ
システムで利用されているMIMOレーダーセンサーのXNUMXつ

A. Shoykhetbrod / Fraunhofer FHR

さらに、誰も道路に足を踏み入れようとしていない場合でも、システムは、ドライバーが歩道で多くの人が歩き回っているエリアに近づいた場合、速度を落とすようにドライバーに警告することができます。 また、カメラが関与していないため、プライバシーの懸念はありません。

この技術はまだ開発中ですが、Technische HochschuleIngolstadt大学のキャンパスのバス停ですでに実証されています。 そこでは、XNUMXつのレーダーセンサーを組み込んだセットアップで、一度に最大XNUMX人を監視し、そのうちのXNUMX人が道路に向かって移動しているかどうかを判断できます。

ソース: フラウンホーファー

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出典:https://newatlas.com/good-thinking/street-radar-pedestrian-warning/

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樹木菌サプリメントはトマト作物の肥料使用を減らすことができます

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しかし Ceriporia lacerata 菌類は木を腐らせます、それはまた良い面を持っています。 新しい研究によると、農業土壌に真菌を加えることで、はるかに少ない肥料でトマトを栽培することができます。

トマトは成長期間が長いこともあり、他の多くの作物よりも多くの栄養素を必要とします。 その結果、農民は通常、自分たちの畑に大量の化学肥料を施用します。

これは時間と費用がかかるだけでなく、土壌中の有益な微生物の数を減らし、さらに過剰な肥料が土壌から水路に流れ出るときに汚染を引き起こします。 さらに、化学肥料は確かにトマトの収量を増やすかもしれませんが、それらはしばしば果実の品質を低下させます。

Jianguo Huangが率いる中国南西部大学の科学者たちは、代わりに特定の系統に目を向けました。 セリポリア トマトに無害な菌。

通常、樹木で成長するとき、および土壌に存在するとき、それはプロテアーゼやホスファターゼなどの酵素を放出して、直接の環境から栄養素を取得します。 そうする過程で、それは、以前は肥料で供給されていた栄養素を含む栄養素を解放します。そうでなければ、土壌中に天然に存在する化合物内に「閉じ込められた」ままでした。 これらの栄養素は、植物に吸収されます。

フィールドテストでは、HG2011株の Ceriporia lacerata 両方の受精に追加されました 未受精の土壌では、養分吸収が改善され、その土壌で成長するトマト植物の収量が向上しました。 重要なことに、真菌はまた、その可溶性糖およびビタミンC含有量とともにその糖対酸比を増加させることにより、果実の栄養価および風味を高めた。

現在、真菌を組み込んだ堆肥を安価なサプリメントで使用できることが期待されており、これにより従来の肥料の必要性が減少します。

今週、研究に関する論文が 農業食品化学ジャーナル.

ソース: 米国化学会EurekAlert

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出典:https://newatlas.com/science/tree-fungus-less-fertilizer-tomatoes/

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スポンジフィルターは、太陽に沈むと浄化された湖の水を放出します

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皮肉なことに、浄水を最も必要とする場所の多くは、インフラストラクチャが最も開発されていません。 そこで、太陽によって活性化される新しいろ過装置が登場します。これは、他の太陽光発電の浄化システムよりも優れた性能を発揮すると言われています。

太陽を使って水を浄化する最も一般的な方法のXNUMXつは、 ソーラースチル。 ソーラースチルにはいくつかの種類がありますが、それらはすべて、太陽によって加熱されると汚染された液体の水から蒸発する純粋な凝縮水蒸気を収集するという概念に基づいています。

このような設定は効果的ですが、適切な量の飲用水を生成するのに長い時間がかかる場合があります。 プリンストン大学の科学者たちは、より迅速に作用する代替手段を求めて、湖や池から水を吸い込んで放出する安価な平らなスポンジのような装置を開発しました。 精製された その後日光に当てると水。

フィルターの中心には、メッシュ状の微細構造を持つポリマーゲルがあります。 そのゲルは、ポリドーパミンと呼ばれる暗い色の材料の層に囲まれています。ポリドーパミンは、アルギン酸塩と呼ばれる藻類由来の物質の透明な層で覆われています。

デバイスを比較的冷たい水に浮かせたままにすると、ゲルのメッシュは緩んで開いたままになります。 水はXNUMXつの外層の細孔を通って流入し、ゲル内の親水性(水を引き付ける)分子に引き寄せられます。 アルギン酸塩の細孔は十分に小さいので、汚染物質や病原体を通過させることはできません。

その後、フィルターを水から取り外して日光に当てると、暗いポリドーパミンが太陽光の増加を促進し、フィルターを加熱します。 そうすることで、ゲル内の疎水性(撥水性)分子が互いに引き寄せられます。 これによりゲルが収縮し、本質的にスポンジ材料から精製水が絞り出されます。 その水はフィルターの下に置かれた容器に集められます。

デバイスのテストでは、最初にプリンストンキャンパスのカーネギー湖の25ºC(77ºF)の水に33時間置かれました。 その後、取り出してさらに91時間日光に当て、その間にXNUMXºC(XNUMXºF)に加熱し、吸収した水を放出しました。 その水には、湖で見つかる潜在的に有害な微生物を含む毒素や病原体が含まれていないことが証明されました。

ロドニー・プリストリー教授とポスドク研究員のシャオフイ・シューが率いるこの研究に関する論文が最近ジャーナルに掲載されました。 先端材料.

ソース: プリンストン大学EurekAlert

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出典:https://newatlas.com/good-thinking/water-purification-filter-sun/

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最新のCasioG-ShockスマートウォッチがWearOSを最初に実行しました

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Googleの ウェアーOS プラットフォームは確かにいくつかの実際のスマートウォッチを使用して実行することができ、カシオはGSW-H1000を義務付けました。これはブランドから最初のG-Shockスマートウォッチであり、WearOSが搭載されています。

この時計は、カシオのG-SHOCK時計に期待されるすべての頑丈さを備えています。それは、200メートル(656フィート)の深さまで耐衝撃性と耐水性を備えています。

スノーボードやサーフィンのほか、通常のランニング、サイクリング、屋内アクティビティの追跡など、より極端な目的にも対応します。 スマートウォッチの背面にある炭化チタン仕上げは、引っかき傷や損傷に耐えるように設計されていますが、ウェアラブルも快適に設計されており、柔軟性と耐久性の両方を目的とした柔らかいウレタンストラップが付いています。

センサーも満載のスマートウォッチです。 もちろん、GPSを介して現在地を追跡したり、15日あたりの歩数を追跡したりできますが、心拍数センサー、コンパス、高度および気圧センサーも搭載されています。 合計24のアクティビティとXNUMXの屋内トレーニングオプションが合計でカバーされています。

ディスプレイにも巧妙なトリックがあります。これは、モノクロとカラーを切り替えることができるXNUMX層構造であるため、必要なときにバッテリーの寿命を延ばすことができます。 画面とセンサーの使用方法にもよりますが、バッテリーの寿命はXNUMX日半からXNUMXか月の間と言われています。

ディスプレイにはカスタマイズ可能なXNUMX層レイアウトも備わっているため、心拍数からラップタイムまで、見たい情報を一目で選択できます。 これは、WearOSが提供するすべてのカスタマイズに加えてです。

スマートウォッチは、場所、歩数、心拍数などを追跡します
スマートウォッチは、場所、歩数、心拍数などを追跡します

カシオ

これはGoogleソフトウェアを実行するデバイスであり、Googleアシスタントの統合が組み込まれており、接続されたスマートフォンで通知を表示したり、メディアを制御したりできます(Androidとの統合はWear OSでサポートされていますが、Androidとそのアプリははるかにタイトです)。

Casio G-Shock GSW-H1000は、700月中旬に小売価格約XNUMX米ドルで発売される予定です。カラーオプションは、黒とグレーのハイライト、黒と青のハイライト、黒と赤のハイライトと赤のストラップです。 。 いくつかありますが まともなWearOSスマートウォッチ そこに、別のものは大歓迎です。

製品ページ: カシオGショックGSW-H1000

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出典:https://newatlas.com/smartwatches/casio-g-shock-smartwatch-wear-os/

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