Zamonaviy oʻta oʻtkazgichlardan foydalanadigan innovatsion loyihalar tez orada boshqariladigan termoyadro sinteziga imkon beradi, deydi baʼzi optimistlar. Mutaxassislarning taxminiga ko'ra, amaliy qo'llash 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 boʻlinishi radioaktiv izotoplar - uran yoki plutoniy boʻlinib, boshqa yuqori radioaktiv izotoplarga aylanib, keyin koʻmilishi yoki qayta ishlanishi kerak.
Foydalanish reaksiyasi shundan iboratki, vodorodning ikkita izotopi - deyteriy va tritiy - bir butunga birlashib, toksik bo'lmagan geliy va bitta neytron hosil qilib, radioaktiv chiqindilarni hosil qilmaydi.
Boshqarish muammosi
ReaksiyalarQuyoshda yoki vodorod bombasida sodir bo'ladi - bu termoyadro termoyadroviy sintezi va muhandislar oldida juda qiyin vazifa - 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 reaksiya yaratish uchun moʻljallanmagan - bu shunchaki sinovdan oʻtayotgan maxsus dizayn (tokamak oʻrniga yulduzcha).
Yuqori energiya plazmasi
Barcha termoyadro qurilmalari umumiy xususiyatga ega - halqasimon shakl. U kuchli elektromagnitlardan torus shaklidagi kuchli elektromagnit maydonni - shishirilgan velosiped trubkasini yaratish g'oyasiga asoslangan.
Bu elektromagnit maydon shunchalik zich bo'lishi kerakki, u mikroto'lqinli pechda bir million daraja Selsiygacha qizdirilganda halqaning o'rtasida plazma paydo bo'lishi kerak. Keyin termoyadroviy boshlash uchun u yoqiladi.
Imkoniyatlar namoyishi
Yevropada hozirda ikkita shunday tajriba olib borilmoqda. Ulardan biri yaqinda birinchi geliy plazmasini yaratgan Wendelstein 7-X. Ikkinchisi - ITER, Fransiya janubidagi ulkan eksperimental termoyadroviy inshoot hali qurilishi davom etmoqda va 2023-yilda ishga tushishga tayyor.
Haqiqiy yadro reaksiyalari ITERda sodir boʻladi, deb taxmin qilinadi, ammo faqatqisqa vaqt va, albatta, 60 daqiqadan ko'p bo'lmagan muddatga. Bu reaktor yadroviy sintezni amalga oshirish yoʻlidagi koʻp qadamlardan biri xolos.
Fusion reaktor: kichikroq va kuchliroq
Yaqinda bir qancha dizaynerlar yangi reaktor dizaynini e'lon qilishdi. Massachusets texnologiya instituti talabalari, shuningdek, qurol ishlab chiqaruvchi Lockheed Martin kompaniyasi vakillarining so‘zlariga ko‘ra, termoyadroviy ITER’dan ancha kuchliroq va kichikroq ob’ektlarda amalga oshirilishi mumkin va ular buni o‘n yil ichida amalga oshirishga tayyor. yil.
Yangi dizayn gʻoyasi elektromagnitlarda suyuq geliyni talab qiladigan anʼanaviylardan koʻra suyuq azot bilan sovutilganda oʻz xususiyatlarini namoyon qiluvchi zamonaviy yuqori haroratli oʻta oʻtkazgichlardan foydalanishdan iborat. Yangi, yanada moslashuvchan texnologiya reaktorni toʻliq qayta qurish imkonini beradi.
Germaniya janubi-gʻarbidagi Karlsrue texnologiya institutida yadroviy sintez texnologiyasi boʻyicha masʼul 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 hayotga tatbiq etishda yuzaga keladigan qiyinchiliklarni hisobga olish kerak.
Ilmiy-fantastik
Heshga ko'ra, MIT talaba modeli faqat loyiha imkoniyatini ko'rsatadi. Lekin bu aslida juda ko'p ilmiy fantastika. Loyihatermoyadroviyning jiddiy texnik muammolari hal qilinganligini ko'rsatadi. Ammo zamonaviy fan ularni qanday hal qilishni bilmaydi.
Bunday muammolardan biri yigʻiladigan bobinlar gʻoyasidir. MIT dizayn modelidagi plazmani ushlab turadigan halqa ichiga kirish uchun elektromagnitlarni demontaj qilish mumkin.
Bu juda foydali boʻlardi, chunki ichki tizimdagi obyektlarga kirish va ularni almashtirish mumkin. 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. Bunday muammolarni hal qilishga yordam beradigan tushunchalar haqida hali hech kim xayoliga ham keltirmagan.
Juda issiq
Yuqori harorat ham muammo hisoblanadi. Termoyadroviy plazmaning yadrosida harorat Selsiy bo'yicha 150 million darajaga etadi. Bu haddan tashqari issiqlik o'z joyida - ionlangan gazning to'g'ridan-to'g'ri markazida qoladi. 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 "qayta ishlab chiqariladi"
Termoyadroviy reaktorda yanada katta muammo bor - quvvatni chiqarish deb ataladigan muammo. Bu termoyadroviy jarayondan foydalanilgan yoqilg'ini, asosan geliyni oladigan tizimning bir qismidir. Birinchidanissiq gaz kiradigan metall komponentlar "divertorlar" deb ataladi. U 2000°C dan yuqori haroratgacha qizishi mumkin.
Divertor muammosi
Zavod bunday haroratlarga bardosh bera olishi uchun muhandislar eski cho'g'lanma lampochkalarda ishlatiladigan metall volframdan foydalanishga harakat qilmoqdalar. Volframning erish nuqtasi taxminan 3000 daraja. Lekin boshqa cheklovlar ham bor.
ITERda buni qilish mumkin, chunki undagi 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, ishonch bilan aytish mumkinki, uning divertor muammosiga yechimi yo'q.
Elektrostansiya bir necha oʻn yilliklarda
Shunga qaramay, olimlar termoyadroviy reaktorlarning rivojlanishiga optimistik qarashadi, ammo 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 mutlaqo yangi gibrid koʻrgazmali elektr stansiyasini qurishdir.
Muhandislar allaqachon uning dizayni ustida ishlamoqda. Ular 2023 yilda ishga tushirilishi rejalashtirilgan ITER dan o'rganishlari kerak. Birinchi termoyadroviy elektr stansiyasi 21-asrning oʻrtalaridan ancha oldin ishga tushirilishi dargumon.
Rossi Cold Fusion
2014-yilda E-Cat reaktorining mustaqil sinovi shuni ko'rsatdiki, qurilma 32 kun davomida 900 vatt iste'mol bilan 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 sintezi texnologiyani takrorlash imkonini beruvchi “maxfiy ingredientlarni” aniqlash bilan band.
Rossi firibgarmi?
Andrea hayratlanarli. U o'z 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 loyihasini va termoelektr generatorini o'z ichiga olgan. Chiqindilarni energiyaga aylantiruvchi Petroldragon loyihasi qisman muvaffaqiyatsizlikka uchradi, chunki chiqindilarni noqonuniy tashlab yuborish Italiyaning uyushgan jinoyatchiligi tomonidan nazorat qilinadi va chiqindilarni boshqarish qoidalarini buzganlik uchun unga qarshi jinoiy ish qo'zg'adi. U, shuningdek, AQSh armiyasi muhandislar korpusi uchun termoelektrik qurilma yaratdi, biroq sinov davomida 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 quvvatli 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'layotganligini tasdiqlay oladigan uchinchi tomon tomonidan nazorat qilinishi kerak edi. Rossining taʼkidlashicha, oʻtgan yilning koʻp qismini E-Mushukning tijoriy jihatdan yaroqliligini isbotlash uchun amalda konteynerda yashagan va operatsiyalarni kuniga 16 soatdan koʻproq nazorat qilgan.
Sinov mart oyida yakunlandi. Rossining tarafdorlari o‘z qahramonining oqlanishiga umid qilib, kuzatuvchilar hisobotini intiqlik bilan kutishgan. Lekin oxir-oqibat ular sudga murojaat qilishdi.
Sud jarayoni
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 dollarni oldindan to'lashga rozi bo'lgan (ko'rinishidan kompaniya texnologiyani AQShda sotishi uchun litsenziyalash huquqi uchun) va kengaytirilgan loyiha muvaffaqiyatli yakunlanganidan keyin yana 89 million dollar. sinov muddati. 350 kun ichida. Rossi IHni "firibgarlik sxemasini" yuritishda aybladimaqsadi uning intellektual mulkini o'g'irlash edi. U, shuningdek, kompaniyani E-Cat reaktorlarini 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 takrorlashdan so'ng investorlardan 50-60 million dollar va Xitoydan yana 200 million dollar olgan. Agar bu to'g'ri bo'lsa, unda yuz million dollardan ko'proq narsa 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 ortiq ishlagan, ammo hech qanday muvaffaqiyatga erishmaganini" da'vo qiladi.
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 xavotirlarini bildirdi. 6 kundan so‘ng jurnalist o‘z videosini YouTube’ga joylashtirdi. Butun dunyodan ekspertlar unga iyul oyida chop etilgan tahlillarni yuborishdi. Bu yolg'on ekanligi ayon bo'ldi.
Eksperimental tasdiqlash
Biroq, bir qator tadqiqotchilar - Rossiya Xalqlar Do'stligi Universitetidan Aleksandr Parkxomov va Martin Fleishman xotirasi loyihasi (MFPM) -Rossiyaning sovuq termoyadroviy sintezini qayta tiklashga muvaffaq bo'ldi. MFPM hisoboti "Uglerod davrining oxiri yaqin" deb nomlangan. Bunday hayratga sabab gamma-nurlanishning portlashi kashfiyoti bo'lib, uni termoyadroviy reaktsiyadan boshqa tarzda tushuntirib bo'lmaydi. Tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, Rossi aytganidek.
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.
Shunday ekan, Rossi bu tasdiqdan qochishni afzal koʻrar.
