Заманбап супер өткөргүчтөрдү колдонгон инновациялык долбоорлор жакында башкарылуучу термоядролук синтезге мүмкүндүк берет, дешет кээ бир оптимисттер. Бирок эксперттер иш жүзүндө колдонуу бир нече ондогон жылдарды талап кыларын болжолдошууда.
Эмне үчүн мынча кыйын?
Фьюзия энергиясы келечек үчүн потенциалдуу энергия булагы катары каралат. Бул атомдун таза энергиясы. Бирок бул эмне жана эмне үчүн ага жетүү мынчалык кыйын? Баштоо үчүн, биз классикалык ядролук бөлүнүү менен термоядролук синтездин ортосундагы айырманы түшүнүшүбүз керек.
Атомдун бөлүнүшү - бул радиоактивдүү изотоптор - уран же плутоний - бөлүнүп, башка жогорку радиоактивдүү изотопторго айландырылганда, алар көмүлүп же кайра иштетилиши керек.
Биритүү реакциясы суутектин эки изотопу – дейтерий жана тритий – радиоактивдүү калдыктарды пайда кылбастан, уулуу эмес гелий менен бир нейтронду пайда кылып, бир бүтүнгө биригип кетишинен турат.
Көзөмөл маселеси
РеакцияларКүндө же суутек бомбасында пайда болот - бул термоядролук синтез жана инженерлердин алдында татаал милдет турат - бул процессти электр станциясында кантип башкаруу керек?
Бул илимпоздор 1960-жылдардан бери иштеп келе жаткан нерсе. Германиянын түндүгүндөгү Грейфсвальд шаарында Wendelstein 7-X деп аталган дагы бир эксперименталдык синтез реактору иштей баштады. Ал азырынча реакция жаратуу үчүн иштелип чыккан эмес - бул жөн гана атайын дизайн, ал сыналып жатат (токамактын ордуна жылдызчы).
Жогорку энергиялуу плазма
Бардык термоядролук установкалардын жалпы өзгөчөлүгү бар - тегерек формасы. Ал торус сымал күчтүү электромагниттик талааны түзүү үчүн күчтүү электромагниттерди колдонуу идеясына - үйлөнгөн велосипед түтүгүнө негизделген.
Бул электромагниттик талаа ушунчалык тыгыз болушу керек, ал микротолкундуу меште бир миллион градус Цельсийге чейин ысытылганда шакекченин так ортосунда плазма пайда болушу керек. Андан кийин ал биригүү башталышы үчүн күйгүзүлөт.
Мүмкүнчүлүктөрдү көрсөтүү
Европада азыр ушундай эки эксперимент жүрүп жатат. Алардын бири жакында өзүнүн биринчи гелий плазмасын жараткан Wendelstein 7-X. Экинчиси - ITER, Франциянын түштүгүндө курулуп жаткан жана 2023-жылы ишке кирүүгө даяр болгон зор эксперименталдык синтездик объект.
Чыныгы ядролук реакциялар ITERде болот деп болжолдонууда, бироккыска мөөнөткө жана, албетте, 60 мүнөттөн ашык эмес. Бул реактор ядролук синтезди ишке ашырууга багытталган көптөгөн кадамдардын бири гана.
Фьюжн реактору: кичирээк жана күчтүүрөөк
Жакында бир нече дизайнерлер реактордун жаңы дизайнын жарыялашты. Массачусетс технологиялык институтунун студенттеринин тобунун, ошондой эле Lockheed Martin курал компаниясынын өкүлдөрүнүн айтымында, синтез ITERге караганда алда канча күчтүү жана кичине объекттерде жүргүзүлүшү мүмкүн жана алар муну он жылдын ичинде жасоого даяр. жыл.
Жаңы дизайндын идеясы суюк гелийди талап кылган суюк азот менен муздатылганда өз касиеттерин көрсөткөн электромагниттерде заманбап жогорку температурадагы супер өткөргүчтөрдү колдонуу болуп саналат. Жаңы, ийкемдүү технология реакторду толугу менен кайра конструкциялоого мүмкүндүк берет.
Германиянын түштүк-батышындагы Карлсруэ технологиялык институтунун ядролук синтез технологиясы боюнча жооптуу болгон Клаус Хеш ишенбейт. Ал реактордун жаңы конструкциялары үчүн жаңы жогорку температурадагы супер өткөргүчтөрдү колдонууну колдойт. Бирок, анын айтымында, физиканын мыйзамдарын эске алуу менен компьютерде бир нерсени иштеп чыгуу аздык кылат. Идеяны ишке ашырууда пайда болгон кыйынчылыктарды эске алуу зарыл.
Илимий-фантастика
Хештин айтымында, MIT студенттик модели долбоордун мүмкүнчүлүгүн гана көрсөтөт. Бирок, чынында, бул илимий фантастика көп. Долбоорсинтездин олуттуу техникалык проблемалары чечилгендигин болжолдойт. Бирок заманбап илим аларды кантип чечүүнү билбейт.
Мындай көйгөйлөрдүн бири - жыйыла турган катушкалар идеясы. MIT үлгүсүндөгү плазманы кармап турган шакекченин ичине кирүү үчүн электромагниттерди демонтаждаса болот.
Бул абдан пайдалуу болмок, анткени ички системадагы объекттерге кирип, аларды алмаштырууга болот. Бирок чындыгында супер өткөргүчтөр керамикалык материалдан жасалган. Туура магнит талаасын түзүү үчүн алардын жүздөгөнү татаал жол менен бири-бирине чырмалышкан болушу керек. Ал эми бул жерде дагы принципиалдуу кыйынчылыктар бар: алардын ортосундагы байланыш жез кабелдердин байланыштары сыяктуу жөнөкөй эмес. Мындай көйгөйлөрдү чечүүгө жардам бере турган концепцияларды эч ким ойлой элек.
Өтө ысык
Жогорку температура да көйгөй жаратат. Биригүү плазмасынын өзөгүндө температура Цельсий боюнча 150 миллион градуска жетет. Бул өтө жылуулук ордунда калат - иондошкан газдын так борборунда. Бирок анын айланасында дагы эле абдан ысык - реактор зонасында 500дөн 700 градуска чейин, бул металл түтүктүн ички катмары, анда ядролук синтездин болушу үчүн зарыл болгон тритий "көбөйөт"
Бириктирүү реакторунда андан да чоң көйгөй бар - кубаттуулукту чыгаруу деп аталган. Бул синтез процессинен колдонулган күйүүчү майды, негизинен гелийди алган системанын бөлүгү. Биринчиысык газ кирген металл компоненттери "диверторлор" деп аталат. Ал 2000°Cден жогору ысыта алат.
Divertor көйгөйү
Завод бул температурага туруштук берүү үчүн инженерлер эски ысытуу лампаларында колдонулган металл вольфрамды колдонууга аракет кылып жатышат. Вольфрамдын эрүү температурасы 3000 градуска жакын. Бирок башка чектөөлөр да бар.
ITERде муну жасоого болот, анткени андагы жылытуу дайыма боло бербейт. Бул реактор убакыттын 1-3% гана иштейт деп болжолдонууда. Бирок бул 24/7 иштеши керек болгон электр станциясы үчүн вариант эмес. Жана эгер кимдир бирөө ITER менен бирдей кубаттуулуктагы кичирээк реакторду кура алам деп ырастаса, анын дивертор көйгөйүн чечүү жолу жок деп айтууга болот.
Электр станциясы бир нече ондогон жылдардан кийин
Ошентсе да окумуштуулар термоядролук реакторлордун өнүгүшүнө оптимисттик көз карашта, бирок ал кээ бир энтузиасттар болжолдогондой тез болбойт.
ITER башкарылуучу синтез чындыгында плазманы жылытууга сарпталгандан көбүрөөк энергия өндүрө аларын көрсөтүшү керек. Кийинки кадам электр энергиясын иш жүзүндө өндүргөн жаңы гибриддик электр станциясын куруу.
Инженерлер анын дизайнынын үстүндө иштеп жатышат. Алар 2023-жылы ишке кириши пландалган ITERден үйрөнүшү керек. Долбоорлоо, пландаштыруу жана куруу үчүн талап кылынган убакытты эске алганда, көрүнөтбиринчи синтездик электр станциясынын 21-кылымдын ортосунан алда канча эрте ишке кириши күмөн.
Rossi Cold Fusion
2014-жылы, E-Cat реакторунун көз карандысыз сыноосу аппарат 900 ватт керектөө менен 32 күндүк мезгил ичинде орточо 2800 Вт кубаттуулукту өндүргөн деген жыйынтыкка келген. Бул кандайдыр бир химиялык реакция бөлө алгандан да көп. Натыйжа же термоядролук синтездеги бурулуш жөнүндө, же ачыктан-ачык көз бойомочулук жөнүндө айтып турат. Отчет скептиктердин көңүлүн калтырды, алар тесттин чындап эле көз карандысыз экендигинен күмөн санап, тесттин жыйынтыгын бурмалоону сунушташат. Башкалары Россинин синтезине технологияны кайталоого мүмкүндүк берген "жашыруун ингредиенттерди" табуу менен алек болушту.
Росси шылуунбу?
Андреа таңуулап жатат. Ал өзүнүн веб-сайтынын "Journal of Nuclear Physics" деп аталган комментарийлер бөлүмүндө дүйнөгө уникалдуу англис тилинде жарыялоолорду жарыялайт. Бирок анын буга чейинки ишке ашпай калган аракеттери италиялык калдыктарды күйүүчү майга айлантуу долбоорун жана термоэлектр генераторун камтыган. Petroldragon, таштандыдан энергияга айлантуу долбоору жарым-жартылай ишке ашкан жок, анткени таштандыларды мыйзамсыз таштоо италиялык уюшкан кылмыштуулук тарабынан көзөмөлдөнөт, ал таштандыларды башкаруунун эрежелерин бузгандыгы үчүн ага каршы кылмыш ишин козгогон. Ал ошондой эле АКШнын Инженерлер Корпусу үчүн термоэлектрдик түзүлүштү жараткан, бирок сыноо учурунда гаджет жарыяланган кубаттуулуктун бир бөлүгүн гана чыгарган.
Көпчүлүк Россиге ишенишпейт жана New Energy Times гезитинин башкы редактору аны артында бир катар ишке ашпай калган энергетикалык долбоорлору бар кылмышкер деп атады.
Көз карандысыз текшерүү
Росси америкалык Industrial Heat компаниясы менен 1 МВт муздак термоядролук станциянын бир жылдык жашыруун сыноосун жүргүзүү үчүн келишим түздү. Бул аппарат ондогон E-Cat менен жыйылган жүк ташуучу контейнер болгон. Эксперимент чындап эле жылуулук пайда болуп жатканын тастыктай турган үчүнчү тараптын көзөмөлүндө болушу керек болчу. Росси өткөн жылдын көп бөлүгүн дээрлик контейнерде жашап, E-Catтин коммерциялык жактан жарамдуулугун далилдөө үчүн күнүнө 16 сааттан ашык операцияларды көзөмөлдөгөн деп ырастады.
Сыноо март айында аяктаган. Россинин тарапкерлери өз каарманынын акталышын үмүт кылып, байкоочулардын отчетун чыдамсыздык менен күтүп жатышты. Бирок акырында алар сотко беришти.
Соттук териштирүү
Флорида сотунун арызында Росси сыноо ийгиликтүү өттү деп ырастады жана көз карандысыз арбитр E-Cat реактору керектегенден алты эсе көп энергия өндүрөт деп ырастады. Ал ошондой эле Industrial Heat ага 24 сааттык сыноодон кийин 100 миллион доллар - 11,5 миллион долларды алдын ала төлөп берүүгө макул болгон деп ырастады (сыягы компания АКШда технологияны сатышы үчүн лицензиялык укуктар үчүн) жана узартылган долбоор ийгиликтүү аяктагандан кийин дагы 89 миллион доллар. сыноо. 350 күндүн ичинде. Росси IHди "алдамчылык схемасы" үчүн айыптадыанын интеллектуалдык менчигин уурдоо максаты болгон. Ал ошондой эле компанияны E-Cat реакторлорун мыйзамсыз менчиктеп алган, инновациялык технологияларды жана өнүмдөрдү, функцияларды жана конструкцияларды мыйзамсыз көчүрүп алган жана анын интеллектуалдык менчигине патентти кыянаттык менен пайдаланган деп айыптады.
Алтын кени
Башка жерде Росси өзүнүн демонстрацияларынын биринде Кытайдын жогорку даражалуу чиновниктери катышкан кайталоодон кийин IH инвесторлордон 50-60 миллион доллар жана Кытайдан дагы 200 миллион доллар алганын ырастады. Эгер бул чын болсо, анда жүз миллиондон ашык доллар коркунуч алдында турат. Industrial Heat бул дооматтарды негизсиз деп четке какты жана жигердүү өзүн коргойт. Андан да маанилүүсү, ал "Росси өзүнүн E-Cat технологиясы менен жетишкен натыйжаларды ырастоо үчүн үч жылдан ашык иштегенин, бирок эч кандай ийгиликсиз болгонун" ырастайт.
IH E-Catка ишенбейт жана New Energy Times андан шектенүүгө эч кандай негиз көрбөйт. 2011-жылдын июнь айында басылманын өкүлү Италияга барып, Россиден интервью алып, анын E-Cat демонстрациясын тарткан. Бир күндөн кийин, ал жылуулук энергиясын өлчөө ыкмасы жөнүндө олуттуу тынчсыздануу билдирди. 6 күндөн кийин журналист видеосун YouTube сайтына жайгаштырган. Ага дүйнөнүн булуң-бурчунан келген эксперттер июль айында жарыяланган анализдерин жөнөтүшкөн. Бул жалган экени белгилүү болду.
Эксперименталдык ырастоо
Бирок, бир катар изилдөөчүлөр - Россиянын Элдердин достугу университетинен Александр Пархомов жана Мартин Флейшманды эскерүү долбоорунун (MFPM) -Россиянын муздак термоядролук синтезин кайра чыгарууга жетишти. MFPM отчету "Көмүртек доорунун акыры жакындап калды" деп аталды. Мындай суктануунун себеби гамма-нурлануунун жарылуусунун ачылышы болду, муну термоядролук реакциядан башкача түшүндүрүүгө болбойт. Окумуштуулардын айтымында, Росси айткандай так ошондой.
Муздак синтездин жашоого жөндөмдүү ачык рецепти алтындын энергетикалык толкунун жаратышы мүмкүн. Россинин патенттерин кыйгап өтүп, аны миллиарддаган долларлык энергетикалык бизнестен четтетүү үчүн альтернативалуу ыкмалар табылышы мүмкүн.
Ошондуктан, балким Росси бул ырастоодон качкысы келет.
