Fusion ቴርሞኑክሊየር ነው። የቴርሞኑክሌር ውህደት ችግሮች

ዝርዝር ሁኔታ:

Fusion ቴርሞኑክሊየር ነው። የቴርሞኑክሌር ውህደት ችግሮች
Fusion ቴርሞኑክሊየር ነው። የቴርሞኑክሌር ውህደት ችግሮች
Anonim

ዘመናዊ ሱፐርኮንዳክተሮችን የሚጠቀሙ አዳዲስ ፕሮጄክቶች በቅርብ ጊዜ ቁጥጥር የሚደረግባቸው የሙቀት አማቂዎች ውህደት ይፈቅዳሉ ሲሉ አንዳንድ ተስፈኞች ይናገራሉ። ይሁን እንጂ ባለሙያዎች፣ የተግባር አተገባበር በርካታ አስርት ዓመታትን እንደሚወስድ ይተነብያሉ።

ለምንድን ነው ከባድ የሆነው?

Fusion energy ለወደፊቱ እንደ እምቅ የሃይል ምንጭ ይቆጠራል። ይህ የአቶም ንጹህ ኃይል ነው. ግን ምንድን ነው እና ለምን ለማግኘት በጣም ከባድ የሆነው? ለመጀመር፡ ክላሲካል ኒዩክሌር ፋይሲዮን እና ቴርሞኑክለር ውህደት መካከል ያለውን ልዩነት መረዳት አለብን።

የአተሙ ፊስሽን ራዲዮአክቲቭ ኢሶቶፖች - ዩራኒየም ወይም ፕሉቶኒየም - ተሰንጥቆ ወደ ሌላ ከፍተኛ ራዲዮአክቲቭ አይዞቶፖች ሲቀየር ነው፡ ከዚያም መቀበር ወይም እንደገና ጥቅም ላይ መዋል አለበት።

የተዋሃዱ ምላሽ ሁለት አይዞቶፖች ሃይድሮጂን - ዲዩትሪየም እና ትሪቲየም - ወደ አንድ ሙሉ በመዋሃድ መርዛማ ያልሆኑ ሂሊየም እና አንድ ኒውትሮን በመፍጠር ራዲዮአክቲቭ ቆሻሻን ሳያመርቱ ነው።

ቁጥጥር የሚደረግበት የሙቀት መቆጣጠሪያ ውህደት
ቁጥጥር የሚደረግበት የሙቀት መቆጣጠሪያ ውህደት

የቁጥጥር ችግር

የዛ ምላሽበፀሃይ ውስጥ ወይም በሃይድሮጂን ቦምብ ውስጥ ይከሰታል - ይህ ቴርሞኑክሌር ውህደት ነው, እና መሐንዲሶች ከባድ ስራ ይጠብቃቸዋል - ይህን ሂደት በሃይል ማመንጫ እንዴት መቆጣጠር ይቻላል?

ይህ ከ1960ዎቹ ጀምሮ ሳይንቲስቶች ሲሰሩበት የነበረ ነው። ሌላ የሙከራ ውህደት ሬአክተር Wendelstein 7-X በሰሜናዊ የጀርመን ከተማ ግሬፍስዋልድ ውስጥ ሥራ ጀመረ። ምላሽ ለመፍጠር እስካሁን አልተነደፈም - እየተሞከረ ያለው ልዩ ንድፍ ብቻ ነው (ከቶካማክ ይልቅ ስቴላሬተር)።

ከፍተኛ ኢነርጂ ፕላዝማ

ሁሉም የቴርሞኑክሌር ተከላዎች የጋራ ባህሪ አላቸው - አመታዊ ቅርፅ። ኃይለኛ ኤሌክትሮማግኔቶችን በመጠቀም ጠንካራ ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ እንደ ቶረስ - የተጋነነ የብስክሌት ቱቦ ለመፍጠር ሀሳብ ላይ የተመሠረተ ነው።

ይህ የኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ በጣም ጥቅጥቅ ያለ መሆን አለበት በማይክሮዌቭ ምድጃ እስከ አንድ ሚሊዮን ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ሲሞቅ አንድ ፕላዝማ ቀለበቱ መሃል ላይ መታየት አለበት። ከዚያም ውህደቱ እንዲጀመር ይቀጣጠላል።

ውህደት ምላሽ
ውህደት ምላሽ

የሁኔታዎች ማሳያ

በአውሮፓ ውስጥ በአሁኑ ጊዜ ሁለት ሙከራዎች በመካሄድ ላይ ናቸው። ከመካከላቸው አንዱ በቅርቡ የመጀመሪያውን ሂሊየም ፕላዝማ ያመነጨው Wendelstein 7-X ነው. ሌላው ITER ነው፣ በደቡባዊ ፈረንሳይ የሚገኝ ግዙፍ የሙከራ ውህደት ፋሲሊቲ አሁንም በግንባታ ላይ ያለ እና በ2023 በቀጥታ ለመለቀቅ ዝግጁ ይሆናል።

እውነተኛ የኑክሌር ምላሾች በITER ላይ እንደሚገኙ ይታሰባል፣ነገር ግን በ ውስጥ ብቻለአጭር ጊዜ እና በእርግጠኝነት ከ 60 ደቂቃዎች ያልበለጠ. ይህ ሬአክተር የኑክሌር ውህደትን እውን ለማድረግ ከብዙ እርምጃዎች ውስጥ አንዱ ነው።

Fusion ሬአክተር፡ ትንሽ እና የበለጠ ኃይለኛ

በቅርብ ጊዜ፣ በርካታ ዲዛይነሮች አዲስ የሬአክተር ዲዛይን አስታውቀዋል። የማሳቹሴትስ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት ተማሪዎች ቡድን እንዲሁም የጦር መሣሪያ ኩባንያ ሎክሂድ ማርቲን ተወካዮች እንደሚሉት ከሆነ ውህደት ከ ITER የበለጠ ኃይለኛ እና አነስተኛ በሆኑ መገልገያዎች ውስጥ ሊከናወን ይችላል እና በአስር ውስጥ ለመስራት ዝግጁ ናቸው ። ዓመታት።

የአዲሱ ዲዛይን ሃሳብ በኤሌክትሮማግኔቶች ውስጥ ዘመናዊ ከፍተኛ ሙቀት ያላቸው ሱፐርኮንዳክተሮችን መጠቀም ሲሆን እነዚህም በፈሳሽ ናይትሮጅን ሲቀዘቅዙ ንብረቶቻቸውን የሚያሳዩ ፈሳሽ ሂሊየም ከሚያስፈልጋቸው ከተለመደው ይልቅ። አዲስ፣ የበለጠ ተለዋዋጭ ቴክኖሎጂ ሬአክተሩን ሙሉ በሙሉ እንደገና ለመንደፍ ያስችላል።

በደቡብ ምዕራብ ጀርመን በሚገኘው ካርልስሩሄ የቴክኖሎጂ ኢንስቲትዩት የኒውክሌር ፊውዥን ቴክኖሎጂ ሃላፊ የሆኑት ክላውስ ሄሽ ጥርጣሬ አላቸው። ለአዲስ ሬአክተር ዲዛይኖች አዲስ ከፍተኛ ሙቀት ያላቸው ሱፐርኮንዳክተሮችን መጠቀም ይደግፋል. ነገር ግን, በእሱ መሰረት, የፊዚክስ ህጎችን ከግምት ውስጥ በማስገባት በኮምፒተር ላይ የሆነ ነገር ለማዳበር በቂ አይደለም. ሀሳብን ወደ ተግባር ሲቀይሩ የሚያጋጥሙትን ተግዳሮቶች ግምት ውስጥ ማስገባት ያስፈልጋል።

ውህደት ሬአክተር
ውህደት ሬአክተር

Sci-fi

በሄሽ መሰረት፣ የMIT ተማሪ ሞዴል የፕሮጀክት እድልን ብቻ ያሳያል። ግን በእውነቱ ብዙ የሳይንስ ልብ ወለድ ነው። ፕሮጀክትየውህደት ከባድ የቴክኒክ ችግሮች እንደተፈቱ ይጠቁማል። ግን ዘመናዊ ሳይንስ እነሱን እንዴት እንደሚፈታ ምንም ሀሳብ የለውም።

ከእንደዚህ አይነት ችግር አንዱ ሊሰበሩ የሚችሉ ጥቅልሎች ሃሳብ ነው። በኤምአይቲ ዲዛይን ሞዴል ፕላዝማ ወደያዘው ቀለበት ውስጥ ለመግባት ኤሌክትሮማግኔቶች ሊበተኑ ይችላሉ።

ይህ በጣም ጠቃሚ ይሆናል ምክንያቱም አንድ ሰው በውስጣዊ ስርዓቱ ውስጥ ያሉትን ነገሮች ማግኘት እና መተካት ይችላል። ነገር ግን በእውነቱ ሱፐርኮንዳክተሮች ከሴራሚክ እቃዎች የተሠሩ ናቸው. ትክክለኛውን መግነጢሳዊ መስክ ለመፍጠር በመቶዎች የሚቆጠሩት በተራቀቀ መንገድ መያያዝ አለባቸው. እና እዚህ ተጨማሪ መሰረታዊ ችግሮች አሉ-በመካከላቸው ያሉት ግንኙነቶች እንደ የመዳብ ገመዶች ግንኙነቶች ቀላል አይደሉም. እንደዚህ አይነት ችግሮችን ለመፍታት የሚረዱ ፅንሰ ሀሳቦችን ማንም እስካሁን አላሰበም።

ውህደት ጉልበት
ውህደት ጉልበት

በጣም ሞቃት

ከፍተኛ ሙቀት እንዲሁ ችግር ነው። በመዋሃድ ፕላዝማ እምብርት, የሙቀት መጠኑ ወደ 150 ሚሊዮን ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ ይደርሳል. ይህ ከፍተኛ ሙቀት በቦታው ይቆያል - ልክ በ ionized ጋዝ መሃል ላይ። ነገር ግን በዙሪያው እንኳን በጣም ሞቃት ነው - ከ 500 እስከ 700 ዲግሪ በሪአክተር ዞን ውስጥ, ይህም የብረት ቱቦ ውስጠኛ ሽፋን ሲሆን ይህም ለኑክሌር ውህደት አስፈላጊ የሆነው ትሪቲየም "ይባዛል"

የ ፊውዥን ሪአክተር የበለጠ ችግር አለበት - የኃይል መለቀቅ የሚባለው። ይህ ጥቅም ላይ የዋለውን ነዳጅ, በተለይም ሂሊየም, ከመዋሃድ ሂደት የሚቀበለው የስርዓቱ አካል ነው. አንደኛትኩስ ጋዝ የሚገቡበት የብረት ክፍሎች "ዳይቨርተሮች" ይባላሉ. ከ2000°C በላይ ማሞቅ ይችላል።

የአጥቂው ችግር

ተክሉ እነዚህን ሙቀቶች መቋቋም እንዲችል መሐንዲሶች በአሮጌው ዘመን አምፖል አምፖሎች ውስጥ የሚጠቀሙትን የብረት ቱንግስተን ለመጠቀም እየሞከሩ ነው። የተንግስተን መቅለጥ ነጥብ 3000 ዲግሪ ያህል ነው። ግን ሌሎች ገደቦችም አሉ።

በ ITER ውስጥ, ይህ ሊሠራ ይችላል, ምክንያቱም በውስጡ ያለው ማሞቂያ ያለማቋረጥ አይከሰትም. ሪአክተሩ የሚሰራው ከ1-3% ብቻ እንደሆነ ይታሰባል። ነገር ግን ይህ 24/7 መስራት ለሚያስፈልገው የኃይል ማመንጫ አማራጭ አይደለም. እና፣ አንድ ሰው እንደ ITER ተመሳሳይ ሃይል ያለው ትንሽ ሬአክተር መገንባት እችላለሁ የሚል ከሆነ፣ ለዳይቨርተሩ ችግር መፍትሄ የለውም ብሎ በእርግጠኝነት መናገር ይቻላል።

የመዋሃድ ችግሮች
የመዋሃድ ችግሮች

የኃይል ማመንጫ በጥቂት አስርት ዓመታት ውስጥ

ይሁን እንጂ ሳይንቲስቶች ስለ ቴርሞኑክሌር ኃይል ማመንጫዎች ቀና አመለካከት አላቸው፣ነገር ግን አንዳንድ አድናቂዎች እንደሚተነብዩት ፈጣን አይሆንም።

ITER ቁጥጥር የሚደረግበት ውህደት ፕላዝማውን ለማሞቅ ከሚወጣው የበለጠ ሃይል እንደሚያመነጭ ማሳየት አለበት። ቀጣዩ እርምጃ ኤሌክትሪክ የሚያመነጭ አዲስ ዲቃላ ማሳያ የሃይል ማመንጫ መገንባት ነው።

ኢንጂነሮች ቀድሞውንም ዲዛይኑን በመስራት ላይ ናቸው። እ.ኤ.አ. በ 2023 ሥራ ይጀምራል ተብሎ ከታቀደው ITER መማር አለባቸው ። ለዲዛይን ፣ ለእቅድ እና ለግንባታ የሚያስፈልገውን ጊዜ ግምት ውስጥ በማስገባት ይመስላልከ21ኛው ክፍለ ዘመን አጋማሽ በፊት የመጀመሪያው የውህደት ሃይል ማመንጫ ስራ ይጀምራል ተብሎ አይታሰብም።

ቴርሞኑክሊየር ውህደት
ቴርሞኑክሊየር ውህደት

Rossi Cold Fusion

በ2014 የE-Cat ሬአክተር ገለልተኛ ሙከራ መሣሪያው በ32 ቀናት ጊዜ ውስጥ በአማካይ 2,800 ዋት ኃይልን በ900 ዋት ፍጆታ እንዳመረተ ደምድሟል። ይህ ከማንኛውም ኬሚካላዊ ምላሽ መለየት ከሚችለው በላይ ነው. ውጤቱ ስለ ቴርሞኑክሌር ውህደት ወይም ስለ ማጭበርበር ሂደት ይናገራል። ሪፖርቱ ተጠራጣሪዎችን ተስፋ አስቆርጧል፣ እነዚህም ፈተናው በእውነት ነፃ መሆኑን በመጠራጠር የፈተናውን ውጤት ማጭበርበር እንደሚቻል ጠቁመዋል። ሌሎች ደግሞ የሮሲ ውህደት ቴክኖሎጂውን ለመድገም የሚያስችላቸውን "ሚስጥራዊ ንጥረ ነገሮች" በማወቅ ስራ ተጠምደዋል።

Rossi አጭበርባሪ ነው?

አንድሪያ እያስገደደ ነው። የኑክሌር ፊዚክስ ጆርናል ተብሎ በሚጠራው በድረ-ገፁ በሰጠው አስተያየት መስጫ ላይ አዋጆችን በልዩ እንግሊዘኛ ለአለም አሳትሟል። ነገር ግን ከዚህ ቀደም ያደረጋቸው የከሸፉ ሙከራዎች የኢጣሊያ ከቆሻሻ ወደ ነዳጅ ፕሮጀክት እና ቴርሞኤሌክትሪክ ጀነሬተር ይገኙበታል። ፔትሮልድራጎን ከቆሻሻ ወደ ሃይል የሚያስገባ ፕሮጀክት በከፊል ሳይሳካለት የቀረዉ በህገ ወጥ መንገድ የቆሻሻ መጣያ መጣል የሚቆጣጠረዉ በጣልያን የተደራጁ ወንጀሎች በመሆኑ የቆሻሻ አወጋገድ ደንቦችን በመጣስ ወንጀል ክስ መስርቶበታል። እንዲሁም ለUS Army Corps of Engineers ቴርሞኤሌክትሪክ መሳሪያ ፈጠረ፣ ነገር ግን በሙከራ ጊዜ መግብሩ ከታወጀው ሃይል ጥቂቱን ብቻ ነው ያመረተው።

ብዙዎች ሮሲን አያምኑም እና የኒው ኢነርጂ ታይምስ ዋና አዘጋጅ ከጀርባው ብዙ ያልተሳኩ የኢነርጂ ፕሮጀክቶች ያሉት ወንጀለኛ ብለውታል።

ገለልተኛ ማረጋገጫ

Rossi 1-MW ቀዝቃዛ ውህድ ፋብሪካ ለአንድ አመት የሚቆይ ሚስጥራዊ ሙከራ ለማድረግ ከአሜሪካው ኩባንያ ኢንደስትሪያል ሄት ጋር ውል ተፈራርሟል። መሳሪያው በደርዘኖች በሚቆጠሩ ኢ-ድመቶች የተሞላ የመላኪያ ኮንቴይነር ነበር። ሙከራው የሙቀት ማመንጨት በእርግጥ እየተከናወነ መሆኑን በሚያረጋግጥ ሶስተኛ አካል ቁጥጥር ማድረግ ነበረበት። Rossi የE-Catን የንግድ አዋጭነት ለማረጋገጥ አብዛኛው ያለፈውን ዓመት በኮንቴይነር ውስጥ በመኖር እና በቀን ከ16 ሰአታት በላይ ስራዎችን በመከታተል እንዳሳለፍኩ ተናግሯል።

ሙከራው በመጋቢት ላይ አብቅቷል። የሮሲ ደጋፊዎች ለጀግናቸው ጥፋተኛ ሆነው እንደሚገኙ ተስፋ በማድረግ የታዛቢዎችን ዘገባ በጉጉት ጠበቁ። በመጨረሻ ግን ክስ ቀረበባቸው።

ቀዝቃዛ ውህደት rossi
ቀዝቃዛ ውህደት rossi

ሙግት

በፍሎሪዳ ፍርድ ቤት መዝገብ ላይ ሮሲ ፈተናው የተሳካ እንደነበር እና ገለልተኛ የግልግል ዳኛ የኢ-ካት ሬአክተር ከሚፈጀው ስድስት እጥፍ የበለጠ ሃይል እንደሚያመርት አረጋግጧል። በተጨማሪም ኢንደስትሪያል ሄት ከ24 ሰአታት የሙከራ ጊዜ በኋላ 100 ሚሊዮን ዶላር - 11.5 ሚሊዮን ዶላር በቅድሚያ ሊከፍለው ተስማምቶ እንደነበር ተናግሯል (ይህም ኩባንያው ቴክኖሎጅውን በአሜሪካ ለመሸጥ ለፈቃድ መስጫ ነው) እና ሌላ 89 ሚሊዮን ዶላር የተራዘመው ስራ በተሳካ ሁኔታ ከተጠናቀቀ በኋላ በ 350 ቀናት ውስጥ ሙከራ. Rossi IH "የተጭበረበረ እቅድ" እየሰራ ነው ሲል ከሰሰአላማውም የአእምሯዊ ንብረቱን መስረቅ ነበር። በተጨማሪም ኢ-ካት ሪአክተሮችን አላግባብ እየመዘበረ፣ አዳዲስ ቴክኖሎጂዎችን እና ምርቶችን፣ ተግባራትን እና ንድፎችን በህገ-ወጥ መንገድ በመቅዳት እና በአዕምሯዊ ንብረቱ ላይ የባለቤትነት መብትን አላግባብ ተጠቅሟል ሲል ከሰዋል።

የእኔ ወርቅ

በሌላ ቦታ፣ Rossi ባደረጋቸው ሰልፎች በአንዱ ላይ አይኤች ከ50-60 ሚሊዮን ዶላር ከባለሃብቶች እና ሌላ 200 ሚሊዮን ዶላር የቻይና ከፍተኛ ባለስልጣናትን ያሳተፈ የድጋሚ ጨዋታ ከተቀበለ በኋላ ተናግሯል። ይህ እውነት ከሆነ ከመቶ ሚሊዮን ዶላር በላይ ብዙ ገንዘብ አደጋ ላይ ወድቋል። የኢንዱስትሪ ሙቀት እነዚህን የይገባኛል ጥያቄዎች መሠረተ ቢስ ሲል ውድቅ አድርጎታል እና እራሱን በንቃት ሊከላከል ነው። ከሁሉም በላይ፣ "ሮሲ በE-Cat ቴክኖሎጂው አመጣ የተባለውን ውጤት ያለምንም ስኬት ከሶስት ዓመታት በላይ እንደሰራች ተናግራለች።"

IH በ E-Cat አያምንም፣ እና አዲሱ ኢነርጂ ታይምስ እሱን ለመጠራጠር ምንም ምክንያት አይታይም። በጁን 2011 የሕትመቱ ተወካይ ጣሊያንን ጎበኘ ፣ ሮዚን ቃለ መጠይቅ አደረገ እና የእሱን ኢ-ካት ማሳያ ቀረፃ። ከአንድ ቀን በኋላ የሙቀት ኃይልን የመለካት ዘዴን በተመለከተ ከባድ ስጋቱን ዘግቧል. ከ6 ቀን በኋላ ጋዜጠኛው ቪዲዮውን ዩቲዩብ ላይ ለቋል። ከዓለም ዙሪያ የተውጣጡ ባለሙያዎች በሐምሌ ወር የታተሙትን ትንታኔዎች ልከውለታል. ይህ ውሸት እንደሆነ ግልጽ ሆነ።

የሙከራ ማረጋገጫ

ነገር ግን በርካታ ተመራማሪዎች - አሌክሳንደር ፓርክሆሞቭ ከሩሲያ ህዝቦች ጓደኝነት ዩኒቨርሲቲ እና ከማርቲን ፍሌይሽማን መታሰቢያ ፕሮጀክት (MFPM) -የሩሲያ ቀዝቃዛ ቴርሞኑክሌር ውህደትን እንደገና ማባዛት ችሏል. የኤምኤፍፒኤም ዘገባ “የካርቦን ዘመን መጨረሻ ቀርቧል” የሚል ርዕስ ነበረው። ለእንዲህ ዓይነቱ አድናቆት ምክንያቱ የጋማ ጨረር ፍንዳታ መገኘቱ ነው ፣ ይህ በቴርሞኑክሌር ምላሽ ካልሆነ በስተቀር ሊገለጽ አይችልም። ተመራማሪዎች እንደሚሉት፣ ሮሲ የሚናገረው ነገር አለው።

ለቀዝቃዛ ውህድ የሚሆን አዋጭ የሆነ ክፍት የምግብ አሰራር የኢነርጂ ወርቅ ፍጥነትን ሊፈጥር ይችላል። የሮሲ የባለቤትነት መብትን ለማለፍ እና ከበርካታ ቢሊዮን ዶላር የኢነርጂ ንግድ ውስጥ ለማስወጣት አማራጭ ዘዴዎች ሊገኙ ይችላሉ።

ስለዚህ ምናልባት Rossi ይህን ማረጋገጫ ማስቀረት ይመርጣል።

የሚመከር: