Boshqariladigan termoyadro sintezi muammosini o'rganish tizimi. Termoyadro energiyasi: holati va istiqbollari

Plazma fizikasi sohasi yulduzni shishaga solish istagi tufayli rivojlandi. So'nggi bir necha o'n yilliklar davomida bu soha son-sanoqsiz yo'nalishlarda, astrofizikadan kosmik ob-havoga, nanotexnologiyagacha o'sdi.

Plazma haqidagi umumiy tushunchamiz oshgani sayin, termoyadroviy sharoitlarni bir soniyadan ko'proq ushlab turish qobiliyatimiz ham o'sib bordi. Joriy yilning boshida Xitoyda yangi supero‘tkazuvchi termoyadroviy reaktor plazmani 50 million daraja Selsiyda rekord darajada 102 soniya ushlab turishga muvaffaq bo‘ldi. O'tgan yilning kuzida Germaniyada birinchi marta jonli efirga uzatilgan Wendelstein X-7 Stellarator bu rekordni yangilashi va plazmani bir vaqtning o'zida 30 daqiqagacha ushlab turishi kutilmoqda.

Yaqinda NSTX-U yangilanishi ushbu yirtqich hayvonlarga nisbatan kamtarona ko'rinadi: tajriba endi plazmani bitta o'rniga besh soniya ushlab turishi mumkin. Lekin bu ham muhim bosqichdir.

"Faqat besh soniya yashaydigan termoyadroviy plazmani yaratish juda uzoq jarayon kabi ko'rinmasligi mumkin, ammo plazma fizikasida besh soniyani barqaror holatdagi fizikasi bilan solishtirish mumkin", deydi Mayers plazma qanday sharoitlarda ekanligiga ishora qilib. barqarordir. Yakuniy maqsad tashqaridan oz miqdorda energiya kiritish bilan termoyadroviyni o'z-o'zidan o'tkaza oladigan "yonib turgan plazma" ning barqaror holatiga erishishdir. Hech qanday tajriba hali bunga erishmagan.

NSTX-U Prinstonlik tadqiqotchilarga plazma fizikasidan hozir ma'lum bo'lgan narsalar bilan barqaror yonish va toza elektr energiyasini ishlab chiqarishga qodir bo'lgan tajriba zavodini yaratish uchun zarur bo'lgan ba'zi bo'shliqlarni to'ldirishga imkon beradi.

Bir tomondan, eng yaxshi saqlash materiallarini topish uchun biz termoyadroviy plazma va reaktor devorlari o'rtasida nima sodir bo'lishini yaxshiroq tushunishimiz kerak. Prinston uzoq muddatli korroziyani kamaytirish maqsadida o‘z reaktorining devorlarini (uglerodli grafitdan yasalgan) suyuq litiy “devoriga” almashtirish imkoniyatlarini o‘rganmoqda.

Bundan tashqari, olimlarning fikricha, termoyadroviy global isishga qarshi kurashda yordam bersa, ular shoshilishlari kerak. NSTX-U fiziklarga sferik tokamak dizaynini ishlab chiqishni davom ettirish to‘g‘risida qaror qabul qilishda yordam beradi. Ko'pgina tokamak tipidagi reaktorlar shakli olma shaklida kamroq va donut, simit yoki torusga o'xshaydi. Sferik torusning g'ayrioddiy shakli uning bobinlarining magnit maydonidan yanada samarali foydalanish imkonini beradi.

"Uzoq muddatda biz ushbu mashinalardan birining konfiguratsiyasini qanday optimallashtirishni aniqlamoqchimiz", deydi Martin Grinvald, Plazma va termoyadroviy fanlar markazi direktori dotsenti. "Buni amalga oshirish uchun siz mashinaning ishlashi siz boshqarishingiz mumkin bo'lgan narsaga, masalan, shaklga bog'liqligini bilishingiz kerak."

Myers bizni tijorat nuqtai nazaridan mumkin bo'lgan termoyadroviy quvvatdan qanchalik uzoq ekanligimiz haqida hukm qilishni yomon ko'radi va uni tushunish mumkin. Negaki, o‘nlab yillar davom etib bo‘lmaydigan optimizm bu sohaning obro‘siga jiddiy putur yetkazdi va sintezning quruq orzu ekanligi haqidagi g‘oyani mustahkamladi. Barcha moliyaviy natijalar bilan.

Federatsiyalar eng kuchli magnit maydonlardan birini ishlab chiqaradigan va termoyadroviy plazmani eng yuqori bosimda namoyish qiluvchi Alcator C-Mid tokamakni qo'llab-quvvatlagani MIT termoyadroviy dasturiga katta zarba bo'ldi. Kutilayotgan NSTX-U tadqiqotlarining aksariyati Myersning aytishicha, "bir yilda" keladigan federal yordamga bog'liq bo'ladi.

Har bir inson o'z tadqiqot dollarlarini sarflashda ehtiyot bo'lishi kerak va ba'zi termoyadroviy dasturlar allaqachon aql bovar qilmaydigan mablag'larni yutib yuborgan. Misol uchun, Frantsiyada qurilayotgan ulkan supero'tkazuvchi termoyadroviy reaktor ITERni olaylik. 2005-yilda xalqaro hamkorlik boshlanganida, u 5 milliard dollarlik, 10 yillik loyiha sifatida e’lon qilindi. Bir necha yillik muvaffaqiyatsizlikdan so'ng, narx yorlig'i 40 milliard dollarga ko'tarildi. Eng optimistik hisob-kitoblarga ko'ra, ob'ekt 2030 yilgacha qurib bitkaziladi.

ITER o'simta kabi shishib ketguncha va o'z xostini o'ldirguncha shishib ketishi mumkin bo'lgan joyda, MITning ajratilgan termoyadroviy dasturi buni qanday qilib kamroq byudjetda amalga oshirish mumkinligini ko'rsatadi. O'tgan yozda MIT aspirantlari jamoasi ARC, termoyadroviy reaktor uchun rejalarini e'lon qildi. past daraja xarajatlar, bu esa ITER bilan bir xil miqdorda energiya ishlab chiqarish uchun yangi yuqori haroratli supero'tkazuvchi materiallardan foydalanadi, faqat ancha kichikroq qurilma bilan.

"Fusion bilan bog'liq muammo uni iqtisodiy jihatdan foydali qiladigan texnik yo'lni topishdir, biz buni tez orada qilishni rejalashtirmoqdamiz", deydi Grinvald va ARC kontseptsiyasi hozirda MITning energiya tashabbusi tomonidan amalga oshirilayotganini ta'kidladi. - Biz ishonamiz, agar sintez uchun farq qiladi global isish biz tezroq harakat qilishimiz kerak."

"Fusion energiyaning asosiy manbai bo'lishni va'da qilmoqda - bu, aslida, bizning yakuniy maqsadimizdir", deydi Robert Rosner, Chikago universitetining plazma fizigi va uning qoshidagi Energetika siyosati instituti hammuassisi. “Shu bilan birga, muhim savol bor: biz hozir qancha sarflashga tayyormiz. Agar biz moliyaviy mablag'ni aqlli bolalarning keyingi avlodi umuman qilishni istamaydigan darajada qisqartirsak, biz undan butunlay chiqib ketishimiz mumkin."

2016 yil 9 iyul

Ba'zi optimistlarning ta'kidlashicha, zamonaviy supero'tkazgichlardan foydalanadigan innovatsion loyihalar tez orada boshqariladigan termoyadro sinteziga imkon beradi. Biroq, mutaxassislar buni bashorat qilmoqdalar amaliy foydalanish bir necha o'n yillar davom etadi.

Nega bunchalik qiyin?

Fusion energiyasi kelajak uchun potentsial energiya manbai hisoblanadi. Bu atomning sof energiyasi. Lekin bu nima va nima uchun unga erishish juda qiyin? Boshlash uchun klassik yadro parchalanishi va termoyadro sintezi o'rtasidagi farqni tushunishimiz kerak.

Atomning bo'linishi shundan iboratki, radioaktiv izotoplar - uran yoki plutoniy - bo'linib, boshqa yuqori radioaktiv izotoplarga aylantiriladi, keyin esa ko'milishi yoki qayta ishlanishi kerak.

Birlashish reaksiyasi shundan iboratki, vodorodning ikkita izotoplari - deyteriy va tritiy - bitta butunga birlashib, toksik bo'lmagan geliy va bitta neytron hosil qiladi, radioaktiv chiqindilarni hosil qilmaydi.

Nazorat muammosi

Quyoshda yoki quyoshda sodir bo'ladigan reaktsiyalar vodorod bombasi, - bu termoyadro termoyadroviy sintezi va muhandislar oldida juda qiyin vazifa turibdi - bu jarayonni elektr stantsiyasida qanday boshqarish kerak?

Bu olimlar 1960-yillardan beri ishlamoqda. Germaniya shimolidagi Greifsvald shahrida Wendelstein 7-X deb nomlangan yana bir tajriba termoyadroviy reaktor ishlay boshladi. U hali reaktsiya yaratish uchun mo'ljallanmagan - bu shunchaki sinovdan o'tkazilayotgan maxsus dizayn (tokamak o'rniga yulduzcha).

yuqori energiya plazmasi

Barcha termoyadro qurilmalari umumiy xususiyatga ega - halqa shakli. U kuchli elektromagnitlarni yaratish uchun kuchli elektromagnitlardan foydalanish g'oyasiga asoslanadi magnit maydon, bu torus shakliga ega - shishirilgan velosiped kamerasi.

Bu elektromagnit maydon shunchalik zich bo'lishi kerakki, u mikroto'lqinli pechda bir million daraja Selsiygacha qizdirilganda halqaning eng markazida plazma paydo bo'lishi kerak. Keyin termoyadro sintezi boshlanishi uchun yondiriladi.

Imkoniyatlarni namoyish qilish

Hozirda Yevropada ikkita shunday tajribalar olib borilmoqda. Ulardan biri yaqinda birinchi geliy plazmasini yaratgan Wendelstein 7-X. Ikkinchisi - ITER, Frantsiyaning janubidagi ulkan eksperimental termoyadroviy inshooti hali ham qurilishi davom etmoqda va 2023 yilda ishga tushishga tayyor.

Haqiqiy yadroviy reaktsiyalar ITERda qisqa vaqt ichida va, albatta, 60 daqiqadan ko'proq bo'lmasa ham sodir bo'lishi kutilmoqda. Ushbu reaktor yadroviy sintezni haqiqatga aylantirish yo'lidagi ko'p qadamlardan biridir.

Termoyadroviy reaktor: kichikroq va kuchliroq

Yaqinda bir nechta dizaynerlar yangi reaktor dizaynini e'lon qilishdi. Massachusets texnologiya instituti talabalari, shuningdek, qurol ishlab chiqaruvchi Lockheed Martin kompaniyasi vakillarining so‘zlariga ko‘ra, termoyadroviy ITERga qaraganda ancha kuchliroq va kichikroq ob’ektlarda amalga oshirilishi mumkin va ular buni o‘n yil ichida amalga oshirishga tayyor. yillar.

Yangi dizayn g‘oyasi elektromagnitlarda suyuq geliyni talab qiladigan an’anaviylardan ko‘ra suyuq azot bilan sovutilganda o‘z xususiyatlarini namoyon qiluvchi zamonaviy yuqori haroratli o‘ta o‘tkazgichlardan foydalanishdan iborat. Yangi, yanada moslashuvchan texnologiya reaktor dizaynini butunlay o‘zgartirish imkonini beradi.

Germaniyaning janubi-g'arbiy qismidagi Karlsrue texnologiya institutida yadroviy sintez texnologiyasi bo'yicha mas'ul Klaus Xesch bunga shubha bilan qaraydi. U yangi reaktor konstruksiyalari uchun yangi yuqori haroratli supero‘tkazgichlardan foydalanishni qo‘llab-quvvatlaydi. Ammo, uning fikricha, fizika qonunlarini hisobga olgan holda kompyuterda biror narsa ishlab chiqishning o'zi etarli emas. G'oyani amaliyotga tatbiq etishda yuzaga keladigan qiyinchiliklarni hisobga olish kerak.

Ilmiy fantastika

Heshning so'zlariga ko'ra, MIT talaba modeli faqat loyihaning imkoniyatini ko'rsatadi. Lekin aslida u juda ko'p ilmiy fantastika. Loyiha termoyadroviy sintezning jiddiy texnik muammolarini hal qilishini nazarda tutadi. Lekin zamonaviy fan ularni qanday hal qilish haqida hech qanday tasavvurga ega emas.

Bunday muammolardan biri yig'iladigan rulonlarning g'oyasi. MIT dizayn modelida plazmani ushlab turadigan halqa ichiga kirish uchun elektromagnitlarni demontaj qilish mumkin.

Bu juda foydali bo'lardi, chunki vaqt davomida ob'ektlarga kirish mumkin bo'ladi ichki tizim va ularni almashtiring. Lekin, aslida, supero'tkazgichlar keramik materialdan qilingan. To'g'ri magnit maydon hosil qilish uchun ularning yuzlablari murakkab tarzda bir-biriga bog'langan bo'lishi kerak. Va bu erda ko'proq fundamental qiyinchiliklar mavjud: ular orasidagi aloqalar mis kabellarning ulanishlari kabi oddiy emas. Hech kim bunday muammolarni hal qilishga yordam beradigan tushunchalar haqida o'ylamagan.

juda issiq

Yuqori harorat ham muammo hisoblanadi. Termoyadroviy plazmaning yadrosida harorat Selsiy bo'yicha 150 million darajaga etadi. Bu haddan tashqari issiqlik joyida qoladi - ionlangan gazning o'ng markazida. Ammo uning atrofida ham u juda issiq - reaktor zonasida 500 dan 700 darajagacha, bu metall quvurning ichki qatlami bo'lib, unda yadro sintezi uchun zarur bo'lgan tritiy "ko'payadi".

Termoyadroviy reaktorda yanada katta muammo bor - quvvatni chiqarish deb ataladigan muammo. Bu termoyadroviy jarayondan foydalanilgan yoqilg'ini, asosan geliyni oladigan tizimning bir qismi. Issiq gaz kiradigan birinchi metall komponentlar "divertor" deb ataladi. 2000 ° C dan yuqori haroratgacha qizdirilishi mumkin.

Divertor muammosi

O'rnatish bunday haroratga bardosh berishi uchun muhandislar eski moda akkor lampalarda ishlatiladigan metall volframdan foydalanishga harakat qilmoqdalar. Volframning erish nuqtasi taxminan 3000 daraja. Ammo boshqa cheklovlar ham mavjud.

ITERda buni qilish mumkin, chunki unda isitish doimiy ravishda sodir bo'lmaydi. Reaktor vaqtning atigi 1-3 foizida ishlaydi, deb taxmin qilinadi. Ammo bu 24/7 ishlashi kerak bo'lgan elektr stantsiyasi uchun imkoniyat emas. Va agar kimdir ITER bilan bir xil quvvatga ega bo'lgan kichikroq reaktor qurishga qodirligini da'vo qilsa, unda divertor muammosiga yechim yo'q deb aytish mumkin.

Bir necha o'n yilliklarda elektr stantsiyasi

Shunga qaramay, olimlar termoyadroviy reaktorlarning rivojlanishiga optimistik qarashadi, garchi bu ba'zi ishqibozlar taxmin qilganidek tez bo'lmaydi.

ITER boshqariladigan termoyadroviy plazmani isitish uchun sarflanganidan ko'ra ko'proq energiya ishlab chiqarishi mumkinligini ko'rsatishi kerak. Keyingi qadam elektr energiyasini ishlab chiqaradigan yangi gibrid ko'rgazmali elektr stantsiyasini qurishdir.

Muhandislar allaqachon uning dizayni ustida ishlamoqda. Ular 2023-yilda ishga tushirilishi rejalashtirilgan ITER’dan o‘rganishlari kerak bo‘ladi. Loyihalash, rejalashtirish va qurish uchun zarur bo‘lgan vaqtni hisobga olsak, birinchi termoyadroviy elektr stansiyasi 21-asrning o‘rtalaridan ancha erta ishga tushirilishi dargumon.

Sovuq Fusion Rossi

2014-yilda E-Cat reaktorining mustaqil sinovi shuni ko'rsatdiki, qurilma 900 vatt iste'moli bilan 32 kun davomida o'rtacha 2800 vatt quvvat ishlab chiqargan. Bu hammadan ko'p kimyoviy reaksiya. Natija termoyadroviy sintezdagi yutuq yoki to'g'ridan-to'g'ri firibgarlik haqida gapiradi. Hisobot skeptiklarning hafsalasi pir bo'ldi, ular test haqiqatan ham mustaqil ekanligiga shubha qiladilar va test natijalarini soxtalashtirishni taklif qiladilar. Boshqalar esa Rossining termoyadroviy texnologiyasini takrorlash imkonini beruvchi “maxfiy ingredientlarni” aniqlash bilan band edi.

Rossi firibgarmi?

Andrea hayratlanarli. U o'z veb-saytining sharhlar bo'limida "Jurnal" deb nomlangan noyob ingliz tilida dunyoga e'lonlarni nashr etadi. yadro fizikasi". Ammo uning oldingi muvaffaqiyatsiz urinishlari Italiyaning chiqindidan yoqilg'iga aylanishi loyihasi va termoelektr generatorini o'z ichiga olgan. Chiqindilarni energiyaga aylantirish loyihasi qisman muvaffaqiyatsizlikka uchradi, chunki chiqindilarni noqonuniy tashlab yuborish Italiyaning uyushgan jinoyatchiligi tomonidan nazorat qilinadi va u chiqindilarni boshqarish qoidalarini buzganlik uchun unga qarshi jinoiy ish qo'zg'adi. U, shuningdek, AQSh armiyasi muhandislar korpusi uchun termoelektrik qurilma yaratdi, ammo sinov paytida gadjet e'lon qilingan quvvatning faqat bir qismini ishlab chiqardi.

Ko'pchilik Rossiga ishonmaydi va New Energy Times bosh muharriri uni orqasida bir qator muvaffaqiyatsiz energetika loyihalari bo'lgan jinoyatchi deb atagan.

Mustaqil tekshirish

Rossi Amerikaning Industrial Heat kompaniyasi bilan 1 MVt quvvatga ega sovuq termoyadroviy qurilmani bir yil davomida maxfiy sinovdan o'tkazish uchun shartnoma imzoladi. Qurilma o'nlab E-Mushuklar bilan o'ralgan yuk tashish konteyneri edi. Eksperiment issiqlik hosil bo'lishi haqiqatan ham sodir bo'layotganini tasdiqlay oladigan uchinchi tomon tomonidan nazorat qilinishi kerak edi. Rossining ta'kidlashicha, o'tgan yilning ko'p qismini amalda konteynerda yashab, E-Mushukning tijorat hayotiyligini isbotlash uchun kuniga 16 soatdan ko'proq operatsiyalarni nazorat qilgan.

Test mart oyida yakunlandi. Rossining tarafdorlari o‘z qahramonining oqlanishiga umid qilib, kuzatuvchilar hisobotini intiqlik bilan kutishgan. Ammo oxir-oqibat ularni sudga berishdi.

Sinov

Florida sudiga arizada Rossi sinov muvaffaqiyatli o'tganini va mustaqil hakam E-Cat reaktori iste'mol qilganidan olti baravar ko'proq energiya ishlab chiqarishini tasdiqladi. Uning ta'kidlashicha, Industrial Heat unga 24 soatlik sinovdan so'ng 100 million dollar - 11,5 million dollar (taxminan kompaniya texnologiyani AQShda sotishi uchun litsenziyalash huquqi uchun) va kengaytirilgan sinov muvaffaqiyatli yakunlanganidan keyin yana 89 million dollar to'lashga rozi bo'lgan. 350 kun ichida. Rossi IHni o'zini o'g'irlash uchun "firibgarlik sxemasi"ni amalga oshirishda aybladi intellektual mulk. U, shuningdek, kompaniyani E-Cat reaktorlarini noqonuniy o'zlashtirganlikda, noqonuniy nusxa ko'chirishda aybladi innovatsion texnologiyalar va mahsulotlar, xususiyatlar va dizaynlar va nomaqbul ravishda uning intellektual mulkiga patent olishga urinish.

Oltin koni

Boshqa joyda Rossining ta'kidlashicha, o'zining namoyishlaridan birida IH Xitoy rasmiylari ishtirokidagi takroriy o'yindan keyin investorlardan 50-60 million dollar va Xitoydan yana 200 million dollar olgan. yuqori daraja. Agar bu haqiqat bo'lsa, unda yuz million dollardan ko'proq pul xavf ostida. Industrial Heat bu da'volarni asossiz deb rad etdi va o'zini faol himoya qilmoqchi. Eng muhimi, u "Rossi o'zining E-Cat texnologiyasi bilan erishgan natijalarni tasdiqlash uchun uch yildan ko'proq vaqt davomida ishlaganini, ammo barchasi muvaffaqiyatsiz bo'lganini" da'vo qilmoqda.

IH E-Catga ishonmaydi va New Energy Times bunga shubha qilish uchun hech qanday sabab ko'rmaydi. 2011 yil iyun oyida nashr vakili Italiyaga tashrif buyurib, Rossidan intervyu oldi va uning E-Cat namoyishini suratga oldi. Bir kun o'tgach, u issiqlik quvvatini o'lchash usuli bilan bog'liq jiddiy tashvishlarini bildirdi. 6 kundan so‘ng jurnalist o‘z videosini YouTube’ga joylashtirdi. Butun dunyodan ekspertlar unga iyul oyida chop etilgan tahlillarni yuborishdi. Bu firibgarlik ekanligi ayon bo'ldi.

Eksperimental tasdiqlash

Shunga qaramay, bir qator tadqiqotchilar - Aleksandr Parkxomov Rossiya universiteti Xalqlar do'stligi va Martin Fleishman memorial loyihasi (MFPM) - Rossiyaning sovuq termoyadroviy sintezini qayta tiklashga muvaffaq bo'ldi. MFPM hisoboti "Uglerod davrining oxiri yaqin" deb nomlangan. Bunday hayratga sabab gamma-nurlanish portlashining kashf etilishi edi, uni termoyadro reaktsiyasidan boshqa tarzda tushuntirib bo'lmaydi. Tadqiqotchilarning fikricha, Rossi aynan nima haqida gapirayotganiga ega.

Sovuq termoyadroviy uchun ochiq retsept energiya oltin shovqinini keltirib chiqarishi mumkin. Rossining patentlarini chetlab o'tish va uni ko'p milliard dollarlik energiya biznesidan chetlashtirish uchun muqobil usullarni topish mumkin.

Shuning uchun, ehtimol, Rossi bu tasdiqdan qochishni afzal ko'rardi.

Jismoniy nuqtai nazardan, muammo sodda tarzda tuzilgan. O'z-o'zidan ta'minlangan yadro sintezi reaktsiyasi uchun ikkita shartni qondirish zarur va etarli.

1. Reaksiyada ishtirok etuvchi yadrolarning energiyasi kamida 10 keV bo'lishi kerak. Yadro sintezi boshlanishi uchun reaksiyada ishtirok etuvchi yadrolar radiusi 10-12-10-13 s.sm boʻlgan yadro kuchlari maydoniga tushishi kerak. Biroq atom yadrolari musbat elektr zaryadga ega va o'xshash zaryadlar bir-birini itaradi. Yadro kuchlarining ta'siri chegarasida Coulomb itarish energiyasi taxminan 10 keV ni tashkil qiladi. Ushbu to'siqni engib o'tish uchun to'qnashuvdagi yadrolar bo'lishi kerak kinetik energiya hech bo'lmaganda ushbu qiymatdan kam bo'lmasligi kerak.

2. Reaksiyaga kirishuvchi yadrolar konsentratsiyasining mahsuloti va ular ko'rsatilgan energiyani ushlab turish vaqti kamida 1014 s.sm-3 bo'lishi kerak. Bu holat - Lawson mezoni deb ataladigan - reaktsiyaning energiya rentabelligi chegarasini belgilaydi. Termoyadroviy reaksiyada ajralib chiqadigan energiya hech bo'lmaganda reaktsiyani boshlash uchun sarflanadigan energiya xarajatlarini qoplashi uchun atom yadrolari ko'plab to'qnashuvlardan o'tishi kerak. Deyteriy (D) va tritiy (T) o'rtasida termoyadroviy reaksiya sodir bo'lgan har bir to'qnashuvda 17,6 MeV energiya ajralib chiqadi, ya'ni taxminan 3,10-12 J. Agar, masalan, yoqish uchun 10 MJ energiya sarflangan bo'lsa, u holda reaksiya kamida 3.1018 bo'lsa, foydasiz bo'ladi bug 'D-T. Va buning uchun reaktorda juda zich yuqori energiyali plazma uzoq vaqt davomida saqlanishi kerak. Bu holat Louson mezoni bilan ifodalanadi.

Agar ikkala talab bir vaqtning o'zida qondirilsa, boshqariladigan termoyadro sintezi muammosi hal qilinadi.

Biroq, ushbu jismoniy muammoni texnik jihatdan amalga oshirish juda katta qiyinchiliklarga duch keladi. Axir, 10 keV energiya 100 million daraja haroratdir. Bunday haroratdagi moddani o'rnatish devorlaridan ajratib qo'yish orqali faqat vakuumda soniyaning hatto ulushlari uchun ham saqlanishi mumkin.

Ammo bu muammoni hal qilishning yana bir usuli bor - sovuq termoyadroviy. Sovuq termoyadroviy nima - bu "issiq" ning analogidir. termoyadro reaktsiyasi xona haroratida ishlaydi.

Tabiatda kontinuumning bir o'lchami doirasida materiyani o'zgartirishning kamida ikkita usuli mavjud. Siz olovda suvni qaynatishingiz mumkin, ya'ni. termal, yoki mikroto'lqinli pechda, ya'ni. chastota. Natija bir xil - suv qaynaydi, yagona farq shundaki, chastota usuli tezroq. Bundan tashqari, atom yadrosini bo'lish uchun juda yuqori haroratga erishadi. Termal usul nazoratsiz yadro reaktsiyasini beradi. Sovuq sintezning energiyasi o'tish holatining energiyasidir. Sovuq sintez reaktsiyasini o'tkazish uchun reaktorni loyihalashning asosiy shartlaridan biri uning piramidal-kristal shaklining holatidir. Yana bir muhim shart - aylanadigan magnit va buralish maydonlarining mavjudligi. Maydonlarning kesishishi vodorod yadrosining beqaror muvozanat nuqtasida sodir bo'ladi.

Oak Ridge milliy laboratoriyasidan olimlar Ruzi Taleyarxon, Richard Lahey Politexnika universiteti ular. Renssilira va akademik Robert Nigmatulin - yilda yozilgan laboratoriya sharoitlari sovuq termoyadro reaktsiyasi.

Guruh o'lchami ikki-uch stakan bo'lgan suyuq aseton stakanidan foydalangan. Ovoz to'lqinlari suyuqlikdan intensiv ravishda o'tib, fizikada akustik kavitatsiya deb nomlanuvchi ta'sirni keltirib chiqardi, buning natijasida sonoluminesans paydo bo'ldi. Kavitatsiya paytida suyuqlikda kichik pufakchalar paydo bo'ldi, ular diametri ikki millimetrgacha oshib, portladi. Portlashlar yorug'likning miltillashi va energiyaning chiqishi bilan birga keldi, ya'ni. portlash paytida pufakchalar ichidagi harorat 10 million daraja Kelvinga yetdi va eksperimentchilarning fikriga ko'ra, chiqarilgan energiya termoyadro sintezini amalga oshirish uchun etarli.

"Texnik" reaktsiyaning mohiyati shundan iboratki, deyteriyning ikki atomining birikmasi natijasida uchinchisi - tritiy deb nomlanuvchi vodorod izotopi va juda katta energiya bilan tavsiflangan neytron hosil bo'ladi. .

3.1 Iqtisodiy muammolar

TCB ni yaratishda u kuchli kompyuterlar bilan jihozlangan katta o'rnatish bo'ladi deb taxmin qilinadi. Bu butun bir kichik shahar bo'ladi. Ammo avariya yoki asbob-uskunalar buzilgan taqdirda stansiyaning ishlashi buziladi.

Bu, masalan, zamonaviy AES loyihalarida ko'zda tutilmagan. Asosiysi, ularni qurish, deb ishoniladi va bundan keyin nima sodir bo'lishi muhim emas.

Ammo 1 ta stansiya ishlamay qolsa, ko‘plab shaharlar elektr ta’minotisiz qoladi. Buni Armanistondagi atom elektr stansiyasi misolida ham ko‘rish mumkin. Radioaktiv chiqindilarni olib tashlash juda qimmatga tushdi. Yashil atom elektr stantsiyasining iltimosiga binoan yopildi. Aholi elektr energiyasisiz qolib, elektr stansiyasining jihozlari eskirgan, xalqaro tashkilotlar tomonidan restavratsiya uchun ajratilgan mablag‘lar behuda ketgan.

Jiddiy iqtisodiy muammo - uran qayta ishlanadigan tashlab qo'yilgan sanoat korxonalarini zararsizlantirishdir. Misol uchun, "Aqtau shahrining o'ziga xos kichik" Chernobil ". U kimyo-gidrometallurgiya zavodi (XGMZ) hududida joylashgan. Uranni qayta ishlash sexida (HMK) gamma-fonning nurlanishi ba'zi joylarda 11 000 ga etadi. soatiga mikrorentgenlar, o'rtacha darajasi fon - 200 mikrorentgen (Oddiy tabiiy fon soatiga 10 dan 25 mikrorentgengacha). Zavod to‘xtatilgandan so‘ng bu yerda umuman zararsizlantirish ishlari amalga oshirilmagan. Uskunaning katta qismi, taxminan o'n besh ming tonna, allaqachon olib tashlanmaydigan radioaktivlikka ega. Shu bilan birga, bunday xavfli narsalar ochiq havoda saqlanadi, yomon qo'riqlanadi va doimiy ravishda XGMZ hududidan olib ketiladi.

Shu sababli, abadiy ishlab chiqarishlar mavjud emasligi sababli, yangi texnologiyalarning paydo bo'lishi munosabati bilan TCB yopilishi mumkin va keyin ob'ektlar, korxonadan metallar bozorga kiradi va mahalliy aholi zarar ko'radi.

TCB sovutish tizimida suv ishlatiladi. Ammo ekologlarning fikricha, atom elektr stansiyalari bo‘yicha statistik ma’lumotlarni oladigan bo‘lsak, bu suv omborlaridagi suv ichishga yaroqsiz.

Mutaxassislarning fikricha, suv ombori to‘lgan og'ir metallar(xususan, toriy-232), ba'zi joylarda esa gamma nurlanish darajasi soatiga 50 - 60 mikrorentgenga etadi.

Ya'ni, endi atom elektr stansiyalari qurilishi vaqtida hududni asl holiga keltiradigan mablag' ajratilmaydi. Korxona yopilgandan keyin esa to‘plangan chiqindilarni ko‘mib, sobiq korxonani tozalashni hech kim bilmaydi.

3.2 Tibbiy muammolar

Kimga zararli ta'sirlar CTS zararli moddalar ishlab chiqaradigan mutant viruslar va bakteriyalarni ishlab chiqarishni anglatadi. Bu, ayniqsa, inson tanasidagi viruslar va bakteriyalar uchun to'g'ri keladi. Xatarli o'smalar va saraton paydo bo'lishi, ehtimol, TCB yaqinida yashovchi qishloqlar aholisi orasida keng tarqalgan kasallik bo'ladi. Aholi doimo ko'proq azob chekishadi, chunki ularda himoya vositalari yo'q. Dozimetrlar qimmat va dori-darmonlar mavjud emas. TCF chiqindilari daryolarga tashlanadi, havoga chiqariladi yoki er osti qatlamlariga quyiladi, bu hozir atom elektr stantsiyalarida sodir bo'lmoqda.

Yuqori dozalar ta'siridan keyin tez orada yuzaga keladigan zararga qo'shimcha ravishda, ionlashtiruvchi nurlanish uzoq muddatli ta'sirga olib keladi. Asosan, har qanday dozada va ta'sir qilish turida (yagona, surunkali, mahalliy) yuzaga kelishi mumkin bo'lgan kanserogenez va genetik kasalliklar.

Atom elektr stantsiyasi ishchilarining kasalliklarini qayd etgan shifokorlarning ma'lumotlariga ko'ra, birinchi navbatda yurak-qon tomir kasalliklari (yurak xuruji), keyin saraton. Yurak mushaklari radiatsiya ta'sirida ingichka bo'ladi, xiralashadi, kamroq bardoshli bo'ladi. Juda tushunarsiz kasalliklar mavjud. Masalan, jigar etishmovchiligi. Ammo nima uchun bu sodir bo'ladi, shifokorlarning hech biri hali ham bilmaydi. Agar baxtsiz hodisa paytida radioaktiv moddalar nafas olish yo'llariga tushsa, shifokorlar o'pka va traxeyaning shikastlangan to'qimalarini kesib tashlaydilar va nogiron kishi portativ nafas olish moslamasi bilan yuradi.

4. Xulosa

Insoniyat energiyaga muhtoj va unga ehtiyoj yil sayin ortib bormoqda. Shu bilan birga, an'anaviy tabiiy yoqilg'i (neft, ko'mir, gaz va boshqalar) zahiralari cheksizdir. Yadro yoqilg'isi - uran va toriyning cheklangan zaxiralari ham mavjud bo'lib, ulardan plutoniyni selektsioner reaktorlarda olish mumkin. Termoyadro yoqilg'isi - vodorod zahiralari amalda tugamaydi.

1991 yilda birinchi marta Evropa Qo'shma Laboratoriyasida (Torus) boshqariladigan yadro sintezi natijasida katta miqdordagi energiya - taxminan 1,7 million vatt olish mumkin edi. 1993 yil dekabr oyida Prinston universiteti tadqiqotchilari boshqariladigan yadro reaktsiyasini ishlab chiqarish uchun tokamak tipidagi termoyadroviy reaktordan foydalanganlar, chiqarilgan energiya 5,6 million vatt edi. Biroq, tokamak tipidagi reaktor ham, Torus laboratoriyasi ham qabul qilinganidan ko'proq energiya sarfladi.

Agar yadroviy termoyadroviy energiya ishlab chiqarish amalda arzon bo'lsa, bu cheksiz yoqilg'i manbasini ta'minlaydi.

5. Adabiyotlar

1) "Yangi qarash" jurnali (Fizika; kelajak elita uchun).

2) Fizika 11-sinf darsligi.

3) Energetika akademiyasi (tahlil; g'oyalar; loyihalar).

4) Odamlar va atomlar (Uilyam Lourens).

5) Koinot elementlari (Seaborg va Valens).

6) Sovet ensiklopedik lug'ati.

7) Encarta entsiklopediyasi 96.

8) Astronomiya - http://www.college.ru./astronomy.

Ba'zi optimistlarning ta'kidlashicha, zamonaviy supero'tkazgichlardan foydalanadigan innovatsion loyihalar tez orada boshqariladigan termoyadro sinteziga imkon beradi. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, amaliy qo'llash bir necha o'n yillar davom etadi.

Nega bunchalik qiyin?

Birlashish energiyasi potentsial manba hisoblanadi.U atomning sof energiyasidir. Lekin bu nima va nima uchun unga erishish juda qiyin? Avval klassik va termoyadroviy sintez o'rtasidagi farqni tushunishingiz kerak.

Atomning bo'linishi shundan iboratki, radioaktiv izotoplar - uran yoki plutoniy - bo'linib, boshqa yuqori radioaktiv izotoplarga aylantiriladi, keyin esa ko'milishi yoki qayta ishlanishi kerak.

Sintez vodorodning ikkita izotoplari - deyteriy va tritiy - radioaktiv chiqindilarni hosil qilmasdan, toksik bo'lmagan geliy va bitta neytronni hosil qilib, bir butunga birlashishidan iborat.

Nazorat muammosi

Quyoshda yoki vodorod bombasida sodir bo'ladigan reaktsiyalar termoyadroviy sintez bo'lib, muhandislar oldida juda qiyin vazifa turibdi - bu jarayonni elektr stantsiyasida qanday boshqarish kerak?

Bu olimlar 1960-yillardan beri ishlamoqda. Germaniya shimolidagi Greifsvald shahrida Wendelstein 7-X deb nomlangan yana bir tajriba termoyadroviy reaktor ishlay boshladi. U hali reaktsiya yaratish uchun mo'ljallanmagan - bu shunchaki sinovdan o'tkazilayotgan maxsus dizayn (tokamak o'rniga yulduzcha).

yuqori energiya plazmasi

Barcha termoyadro qurilmalari umumiy xususiyatga ega - halqa shakli. U torus shaklidagi kuchli elektromagnit maydonni - shishirilgan velosiped trubkasini yaratish uchun kuchli elektromagnitlardan foydalanish g'oyasiga asoslanadi.

Bu elektromagnit maydon shunchalik zich bo'lishi kerakki, u mikroto'lqinli pechda bir million daraja Selsiygacha qizdirilganda halqaning eng markazida plazma paydo bo'lishi kerak. Keyin termoyadro sintezi boshlanishi uchun yondiriladi.

Imkoniyatlarni namoyish qilish

Hozirda Yevropada ikkita shunday tajribalar olib borilmoqda. Ulardan biri yaqinda birinchi geliy plazmasini yaratgan Wendelstein 7-X. Ikkinchisi - ITER, Frantsiyaning janubidagi ulkan eksperimental termoyadroviy inshooti hali ham qurilishi davom etmoqda va 2023 yilda ishga tushishga tayyor.

Haqiqiy yadroviy reaktsiyalar ITERda qisqa vaqt ichida va, albatta, 60 daqiqadan ko'proq bo'lmasa ham sodir bo'lishi kutilmoqda. Ushbu reaktor yadroviy sintezni haqiqatga aylantirish yo'lidagi ko'p qadamlardan biridir.

Termoyadroviy reaktor: kichikroq va kuchliroq

Yaqinda bir nechta dizaynerlar yangi reaktor dizaynini e'lon qilishdi. Massachusets texnologiya instituti talabalari, shuningdek, qurol ishlab chiqaruvchi Lockheed Martin kompaniyasi vakillarining so‘zlariga ko‘ra, termoyadroviy ITERga qaraganda ancha kuchliroq va kichikroq ob’ektlarda amalga oshirilishi mumkin va ular buni o‘n yil ichida amalga oshirishga tayyor. yillar.

Yangi dizayn g'oyasi elektromagnitlarda an'anaviylardan ko'ra suyuq azot bilan sovutilganda o'z xususiyatlarini namoyon qiluvchi zamonaviy yuqori haroratli supero'tkazgichlardan foydalanishdan iborat bo'lib, ular yangi, moslashuvchan texnologiyani talab qiladi, bu esa qurilma dizaynini butunlay o'zgartiradi. reaktor.

Germaniya janubi-g‘arbidagi Karlsrue texnologiya institutida texnologiya bo‘yicha mas’ul Klaus Xesch bunga shubha bilan qaraydi. U yangi reaktor konstruksiyalari uchun yangi yuqori haroratli supero‘tkazgichlardan foydalanishni qo‘llab-quvvatlaydi. Ammo, uning fikricha, fizika qonunlarini hisobga olgan holda kompyuterda biror narsa ishlab chiqishning o'zi etarli emas. G'oyani amaliyotga tatbiq etishda yuzaga keladigan qiyinchiliklarni hisobga olish kerak.

Ilmiy fantastika

Heshning so'zlariga ko'ra, MIT talaba modeli faqat loyihaning imkoniyatini ko'rsatadi. Lekin aslida bu juda ko'p ilmiy fantastika. Loyiha termoyadroviy sintezning jiddiy texnik muammolarini hal qilishini nazarda tutadi. Ammo zamonaviy fan ularni qanday hal qilishni bilmaydi.

Bunday muammolardan biri yig'iladigan rulonlarning g'oyasi. MIT dizayn modelida plazmani ushlab turadigan halqa ichiga kirish uchun elektromagnitlarni demontaj qilish mumkin.

Bu juda foydali bo'lar edi, chunki ichki tizimdagi ob'ektlarga kirish va ularni almashtirish mumkin bo'ladi. Lekin, aslida, supero'tkazgichlar keramik materialdan qilingan. To'g'ri magnit maydon hosil qilish uchun ularning yuzlablari murakkab tarzda bir-biriga bog'langan bo'lishi kerak. Va bu erda ko'proq fundamental qiyinchiliklar mavjud: ular orasidagi aloqalar mis kabellarning ulanishlari kabi oddiy emas. Hech kim bunday muammolarni hal qilishga yordam beradigan tushunchalar haqida o'ylamagan.

juda issiq

Yuqori harorat ham muammo hisoblanadi. Termoyadroviy plazmaning yadrosida harorat Selsiy bo'yicha 150 million darajaga etadi. Bu haddan tashqari issiqlik joyida qoladi - ionlangan gazning o'ng markazida. Ammo uning atrofida ham u juda issiq - reaktor zonasida 500 dan 700 darajagacha, bu metall quvurning ichki qatlami bo'lib, unda yadro sintezi uchun zarur bo'lgan tritiy "ko'payadi".

Uning yanada katta muammosi bor - quvvatni chiqarish deb ataladigan narsa. Bu termoyadroviy jarayondan foydalanilgan yoqilg'ini, asosan geliyni oladigan tizimning bir qismi. Issiq gaz kiradigan birinchi metall komponentlar "divertor" deb ataladi. 2000 ° C dan yuqori haroratgacha qizdirilishi mumkin.

Divertor muammosi

O'rnatish bunday haroratga bardosh berishi uchun muhandislar eski moda akkor lampalarda ishlatiladigan metall volframdan foydalanishga harakat qilmoqdalar. Volframning erish nuqtasi taxminan 3000 daraja. Ammo boshqa cheklovlar ham mavjud.

ITERda buni qilish mumkin, chunki unda isitish doimiy ravishda sodir bo'lmaydi. Reaktor vaqtning atigi 1-3 foizida ishlaydi, deb taxmin qilinadi. Ammo bu 24/7 ishlashi kerak bo'lgan elektr stantsiyasi uchun imkoniyat emas. Va agar kimdir ITER bilan bir xil quvvatga ega bo'lgan kichikroq reaktor qurishga qodirligini da'vo qilsa, unda divertor muammosiga yechim yo'q deb aytish mumkin.

Bir necha o'n yilliklarda elektr stantsiyasi

Shunga qaramay, olimlar termoyadroviy reaktorlarning rivojlanishiga optimistik qarashadi, garchi bu ba'zi ishqibozlar taxmin qilganidek tez bo'lmaydi.

ITER boshqariladigan termoyadroviy plazmani isitish uchun sarflanganidan ko'ra ko'proq energiya ishlab chiqarishi mumkinligini ko'rsatishi kerak. Keyingi qadam elektr energiyasini ishlab chiqaradigan yangi gibrid ko'rgazmali elektr stantsiyasini qurishdir.

Muhandislar allaqachon uning dizayni ustida ishlamoqda. Ular 2023-yilda ishga tushirilishi rejalashtirilgan ITER’dan o‘rganishlari kerak bo‘ladi. Loyihalash, rejalashtirish va qurish uchun zarur bo‘lgan vaqtni hisobga olsak, birinchi termoyadroviy elektr stansiyasi 21-asrning o‘rtalaridan ancha erta ishga tushirilishi dargumon.

Sovuq Fusion Rossi

2014-yilda E-Cat reaktorining mustaqil sinovi shuni ko'rsatdiki, qurilma 900 vatt iste'moli bilan 32 kun davomida o'rtacha 2800 vatt quvvat ishlab chiqargan. Bu har qanday kimyoviy reaktsiyani ajratib olishga qodir bo'lganidan ko'proq. Natija termoyadroviy sintezdagi yutuq yoki to'g'ridan-to'g'ri firibgarlik haqida gapiradi. Hisobot skeptiklarning hafsalasi pir bo'ldi, ular test haqiqatan ham mustaqil ekanligiga shubha qiladilar va test natijalarini soxtalashtirishni taklif qiladilar. Boshqalar esa Rossining termoyadroviy texnologiyasini takrorlash imkonini beruvchi “maxfiy ingredientlarni” aniqlash bilan band edi.

Rossi firibgarmi?

Andrea hayratlanarli. U o'zining veb-saytining "Journal of Nuclear Physics" deb nomlangan sharhlar bo'limida noyob ingliz tilida dunyoga e'lonlarni nashr etadi. Ammo uning oldingi muvaffaqiyatsiz urinishlari Italiyaning chiqindidan yoqilg'iga aylanishi loyihasi va termoelektr generatorini o'z ichiga olgan. Chiqindilarni energiyaga aylantirish loyihasi qisman muvaffaqiyatsizlikka uchradi, chunki chiqindilarni noqonuniy tashlab yuborish Italiyaning uyushgan jinoyatchiligi tomonidan nazorat qilinadi va u chiqindilarni boshqarish qoidalarini buzganlik uchun unga qarshi jinoiy ish qo'zg'adi. U, shuningdek, AQSh armiyasi muhandislar korpusi uchun termoelektrik qurilma yaratdi, ammo sinov paytida gadjet e'lon qilingan quvvatning faqat bir qismini ishlab chiqardi.

Ko'pchilik Rossiga ishonmaydi va New Energy Times bosh muharriri uni orqasida bir qator muvaffaqiyatsiz energetika loyihalari bo'lgan jinoyatchi deb atagan.

Mustaqil tekshirish

Rossi Amerikaning Industrial Heat kompaniyasi bilan 1 MVt quvvatga ega sovuq termoyadroviy qurilmani bir yil davomida maxfiy sinovdan o'tkazish uchun shartnoma imzoladi. Qurilma o'nlab E-Mushuklar bilan o'ralgan yuk tashish konteyneri edi. Eksperiment issiqlik hosil bo'lishi haqiqatan ham sodir bo'layotganini tasdiqlay oladigan uchinchi tomon tomonidan nazorat qilinishi kerak edi. Rossining ta'kidlashicha, o'tgan yilning ko'p qismini amalda konteynerda yashab, E-Mushukning tijorat hayotiyligini isbotlash uchun kuniga 16 soatdan ko'proq operatsiyalarni nazorat qilgan.

Test mart oyida yakunlandi. Rossining tarafdorlari o‘z qahramonining oqlanishiga umid qilib, kuzatuvchilar hisobotini intiqlik bilan kutishgan. Ammo oxir-oqibat ularni sudga berishdi.

Sinov

Florida sudiga arizada Rossi sinov muvaffaqiyatli o'tganini va mustaqil hakam E-Cat reaktori iste'mol qilganidan olti baravar ko'proq energiya ishlab chiqarishini tasdiqladi. Uning ta'kidlashicha, Industrial Heat unga 24 soatlik sinovdan so'ng 100 million dollar - 11,5 million dollar (taxminan kompaniya texnologiyani AQShda sotishi uchun litsenziyalash huquqi uchun) va kengaytirilgan sinov muvaffaqiyatli yakunlanganidan keyin yana 89 million dollar to'lashga rozi bo'lgan. 350 kun ichida. Rossi IHni uning intellektual mulkini o‘g‘irlash bo‘yicha “firibgarlik sxemasini” yuritishda aybladi. Shuningdek, u kompaniyani E-Cat reaktorlarini noqonuniy o‘zlashtirganlikda, innovatsion texnologiyalar va mahsulotlar, funksionallik va dizaynlardan noqonuniy nusxa ko‘chirishda hamda intellektual mulkiga patentni suiiste’mol qilishda aybladi.

Oltin koni

Boshqa joyda Rossining ta'kidlashicha, o'zining namoyishlaridan birida IH yuqori xitoylik amaldorlar ishtirokidagi takroriy o'yindan so'ng investorlardan 50-60 million dollar va Xitoydan yana 200 million dollar olgan. Agar bu haqiqat bo'lsa, unda yuz million dollardan ko'proq pul xavf ostida. Industrial Heat bu da'volarni asossiz deb rad etdi va o'zini faol himoya qilmoqchi. Eng muhimi, u "Rossi o'zining E-Cat texnologiyasi bilan erishgan natijalarni tasdiqlash uchun uch yildan ko'proq vaqt davomida ishlaganini, ammo barchasi muvaffaqiyatsiz bo'lganini" da'vo qilmoqda.

IH E-Catga ishonmaydi va New Energy Times bunga shubha qilish uchun hech qanday sabab ko'rmaydi. 2011 yil iyun oyida nashr vakili Italiyaga tashrif buyurib, Rossidan intervyu oldi va uning E-Cat namoyishini suratga oldi. Bir kun o'tgach, u issiqlik quvvatini o'lchash usuli bilan bog'liq jiddiy tashvishlarini bildirdi. 6 kundan so‘ng jurnalist o‘z videosini YouTube’ga joylashtirdi. Butun dunyodan ekspertlar unga iyul oyida chop etilgan tahlillarni yuborishdi. Bu firibgarlik ekanligi ayon bo'ldi.

Eksperimental tasdiqlash

Shunga qaramay, bir qator tadqiqotchilar - Rossiya Xalqlar Do'stligi Universitetidan Aleksandr Parkxomov va Martin Fleishman xotirasi loyihasi (MFPM) - Rossiyaning sovuq sintezini takrorlashga muvaffaq bo'lishdi. MFPM hisoboti "Uglerod davrining oxiri yaqin" deb nomlangan. Bunday hayratga sabab bu kashfiyot bo'lib, uni termoyadro reaktsiyasi bilan izohlab bo'lmaydi. Tadqiqotchilarning fikricha, Rossi aynan nima haqida gapirayotganiga ega.

Sovuq termoyadroviy uchun ochiq retsept energiya oltin shovqinini keltirib chiqarishi mumkin. Rossining patentlarini chetlab o'tish va uni ko'p milliard dollarlik energiya biznesidan chetlashtirish uchun muqobil usullarni topish mumkin.

Shuning uchun, ehtimol, Rossi bu tasdiqdan qochishni afzal ko'rardi.

Maqolada boshqariladigan termoyadro termoyadroviy sintezi hali sanoatda qo'llanilishini topmaganligi sabablari muhokama qilinadi.

1950-yillarda Yerni kuchli portlashlar sodir bo'lganda termoyadroviy bombalar , u tinch foydalanishdan oldin tuyulardi yadroviy sintez energiyasi juda oz qoldi: bir yoki ikki o'n yil. Bunday optimizm uchun asoslar bor edi: qo'llanilishidan beri atom bombasi elektr energiyasi ishlab chiqaradigan reaktor yaratilishidan oldin atigi 10 yil o'tdi.

Ammo jilovlash vazifasi termoyadro sintezi nihoyatda qiyin bo'lib chiqdi. O'nlab yillar birin-ketin o'tdi va cheksiz energiya zaxiralariga kirish imkoni bo'lmadi. Bu davrda insoniyat qazilma boyliklarni yoqib, atmosferani chiqindilar bilan ifloslantirdi va issiqxona gazlari bilan haddan tashqari qizdirdi. Chernobil va Fukusima-1 AESidagi ofatlar yadroviy energetikani obro‘sizlantirdi.

Insoniyatni energiya bilan ta'minlash muammosini abadiy hal qila oladigan termoyadroviy sintezning bunday istiqbolli va xavfsiz jarayonini o'zlashtirishga nima to'sqinlik qildi?

Dastlab, reaksiya davom etishi uchun vodorod yadrolarini bir-biriga shunchalik yaqinlashtirish zarurligi aniq edi. yadroviy kuchlar katta miqdordagi energiya chiqishi bilan yangi element - geliyning yadrosini hosil qilishi mumkin. Ammo vodorod yadrolari elektr kuchlari bilan bir-biridan itariladi. Boshqariladigan termoyadro reaktsiyasi boshlanadigan harorat va bosimlarni baholash shuni ko'rsatdiki, hech qanday material bunday haroratga bardosh bera olmaydi.

Xuddi shu sabablarga ko'ra, vodorodning izotopi bo'lgan sof deyteriy ham rad etildi. Milliardlab dollar va o'nlab yillar sarflaganidan so'ng, olimlar nihoyat juda qisqa vaqt ichida termoyadro olovini yoqishga muvaffaq bo'lishdi. Birlashma plazmasini etarlicha uzoq ushlab turishni o'rganish qoladi. Kompyuter simulyatsiyasidan haqiqiy reaktor qurishga o'tish kerak edi.

Ushbu bosqichda tajriba va tajriba zavodlarini qurish va ishlatish uchun alohida davlatning sa'y-harakatlari va mablag'lari etarli emasligi aniq bo'ldi. Xalqaro hamkorlik doirasida umumiy qiymati 14 milliard dollardan ortiq bo‘lgan eksperimental termoyadro reaktori loyihasini amalga oshirishga qaror qilindi.

Ammo 1996 yilda Qo'shma Shtatlar o'z ishtirokini va shunga mos ravishda loyihani moliyalashtirishni to'xtatdi. Bir muncha vaqt davomida amalga oshirish Kanada, Yaponiya va Evropa tomonidan moliyalashtirildi, ammo reaktorning qurilishi hech qachon amalga oshmadi.

Ikkinchi loyiha, shuningdek, xalqaro, Frantsiyada amalga oshirilmoqda. Uzoq muddatli plazma saqlanishi magnit maydonning maxsus shakli tufayli yuzaga keladi - shisha shaklida. Bu usulning asosi sovet fiziklari tomonidan qo'yilgan. Birinchidan "Tokamak" o'rnatish chiqishi plazmani yoqish va ushlab turish uchun sarflanganidan ko'ra ko'proq energiya berishi kerak.

2012 yilga kelib, reaktorni o'rnatish tugallanishi kerak edi, ammo muvaffaqiyatli ishlashi haqida hali ma'lumot yo'q. Ehtimol, iqtisodiy inqiroz so'nggi yillar olimlarning rejalariga o'z tuzatishlarini kiritdilar.

Boshqariladigan termoyadroviyga erishishdagi qiyinchiliklar deb atalmish haqida ko'plab taxminlar va yolg'on xabarlarga sabab bo'ldi yadrolarning "sovuq" termoyadro sintezi reaksiyasi. Hech qanday jismoniy imkoniyatlar yoki qonunlar hali topilmaganiga qaramay, ko'plab tadqiqotchilar uning mavjudligini da'vo qilmoqdalar. Axir, qoziqlar juda yuqori: dan Nobel mukofotlari olimlar uchun bunday texnologiyani o'zlashtirgan va energiya mo'lligidan foydalanish imkoniyatiga ega bo'lgan davlatning geosiyosiy hukmronligiga.

Ammo har bir bunday xabar bo'rttirilgan yoki mutlaqo yolg'on bo'lib chiqadi. Jiddiy olimlar bunday reaktsiyaning mavjudligiga shubha bilan qarashadi.

Termoyadro reaktorlarining sintezi va sanoat ekspluatatsiyasini o'zlashtirishning haqiqiy imkoniyatlari 21-asrning o'rtalariga suriladi. Bu vaqtga kelib, kerakli materiallarni tanlash va uning xavfsiz ishlashini ishlab chiqish mumkin bo'ladi. Bunday reaktorlar juda past zichlikdagi plazma bilan ishlaganligi sababli, termoyadroviy elektr stantsiyalarining xavfsizligi atom elektr stansiyalaridan ancha yuqori bo'ladi.

Reaktsiya zonasidagi har qanday buzilish termoyadro olovini darhol "o'chiradi". Ammo xavfsizlik choralarini e'tiborsiz qoldirmaslik kerak: reaktorlarning birlik kuchi shunchalik katta bo'ladiki, hatto issiqlik chiqarish davrlarida ham avariya qurbonlar va ifloslanishlarga olib kelishi mumkin. muhit. Muammo kichikligicha qolmoqda: 30-40 yil kutish va energiya mo'l-ko'lligi davrini ko'rish. Agar yashasak, albatta.

Ulashish