Synthesis o ymasiad. problemau ymasiad

Prosiectau arloesol gan ddefnyddio superconductors modern yn y dyfodol agos yn caniatáu i gyflawni ymasiad thermonuclear rheoledig - felly dweud rhai optimistaidd. Fodd bynnag, mae arbenigwyr yn darogan y bydd y cais yn ymarferol yn cymryd sawl degawd.

Pam ei fod mor anodd?

ynni ymasiad cael ei ystyried fel ffynhonnell bosibl o ynni yn y dyfodol. Mae'n egni pur yr atom. Ond beth ydyw a pham ei bod mor anodd ei gyflawni? Dechrau deall y gwahaniaethau rhwng y clasurol rhaniad y cnewyllyn ac ymasiad niwclear.

Mae'r is-adran yr atom yw bod isotopau ymbelydrol - wraniwm neu plwtoniwm - yn cael eu torri i lawr ac yn trosi i isotopau ymbelydrol iawn eraill, mae'n rhaid wedyn yn cael ei waredu neu ei ailgylchu.

adwaith thermonuclear o synthesis yn gorwedd yn y ffaith bod y ddau isotop o hydrogen - dewteriwm a tritiwm - uno i mewn i un uned, gan ffurfio dim ond heliwm a niwtronau nad ydynt yn wenwynig heb gynhyrchu gwastraff ymbelydrol.

problem rheoli

Mae'r adweithiau sy'n digwydd ar yr haul neu yn y bom hydrogen - synthesis o ymasiad, ac mae'r peirianwyr yn dasg anodd - sut i reoli broses hon mewn gwaith pŵer?

Mae'n yw bod y gwyddonwyr yn gweithio ers y 1960au. Arall arbrofol thermonuclear adweithydd ymasiad enw Wendelstein 7-X ei lansio yn y dref Almaenig gogleddol Greifswald yn yr Almaen. Ac eto, nid yw'n fwriad creu adwaith - 'i' jyst gynllun arbennig sy'n cael ei brofi (yn lle tokamak stellarator).

plasma ynni uchel

Mae'r holl osodiadau thermonuclear yn nodwedd gyffredin - ffurf siâp cylch. Mae'n seiliedig ar y syniad o ddefnyddio electromagnetau pwerus ar gyfer cynhyrchu maes electromagnetig cryf yn cael siâp Torus - beic chwyddedig tiwb mewnol.

Dylai'r maes electromagnetig fod mor drwchus hynny, pan gaiff ei gynhesu mewn popty microdon i canradd miliwn gradd, dylai'r plasma yn ymddangos yng nghanol y cylch. Yna gynnau i ymasiad allai ddechrau.

arddangosiad o

Yn Ewrop, a gynhaliwyd ddau arbrawf tebyg ar hyn o bryd. Mae un ohonynt yn y Wendelstein 7-X, sydd yn ddiweddar a gynhyrchir ei plasma drwy heliwm cyntaf. ITER - - Arall yn gyfuniad gosodiad arbrofol enfawr yn ne Ffrainc, sydd yn dal yn cael ei adeiladu a bydd yn barod i'w lansio yn 2023.

Disgwylir y bydd ITER yn yr adweithiau niwclear go iawn, ond dim ond am gyfnod byr o amser ac yn sicr dim mwy na 60 munud. Mae'r adweithydd yn un o'r camau llawer ar y ffordd i sicrhau, yn ymarferol, i gyflawni ymasiad.

adweithydd ymasiad: llai ac yn fwy pwerus

Yn ddiweddar, mae nifer o ddylunwyr wedi cyhoeddi o ddyluniad adweithydd newydd. Yn ôl grŵp o fyfyrwyr o Sefydliad Technoleg Massachusetts, yn ogystal â chynrychiolwyr y cwmni - y gwneuthurwr o "Lockheed Martin" arfau, gall ymasiad niwclear yn cael ei wneud mewn cyfleusterau sy'n llawer mwy pwerus ac yn llai na'r ITER, ac maent yn barod i wneud hyn am ddeng mlynedd.

Syniad y cynllun newydd yw defnyddio electromagnetau o superconductors tymheredd uchel modern, sy'n arddangos eu heiddo wrth oeri gyda nitrogen hylifol yn hytrach na'r arfer, sy'n gofyn heliwm hylifol. Bydd technoleg newydd, mwy hyblyg llwyr newid dyluniad yr adweithydd.

Klaus Hash sy'n gyfrifol am technoleg ymasiad niwclear yn y Sefydliad Technolegol o Karlsruhe yn yr Almaen de-orllewin, yn amheus. Mae'n cefnogi y defnydd o superconductors tymheredd uchel newydd ar gyfer cynlluniau adweithyddion newydd. Ond, meddai, i ddatblygu rhywbeth ar y cyfrifiadur, gan ystyried nad oedd y deddfau ffiseg yn ddigon. Mae'n angenrheidiol i gymryd i ystyriaeth yr heriau sy'n codi wrth drosi syniadau ar waith.

ffuglen wyddonol

Yn ôl Hash, mae'r model myfyrwyr MIT dangos dim ond y posibilrwydd y prosiect. Ond mewn gwirionedd mae llawer o ffuglen wyddonol. Mae'r prosiect yn tybio bod y problemau technegol difrifol yn cael eu datrys ymasiad. Ond mae gan wyddoniaeth fodern ddim syniad ynghylch sut i'w datrys.

Un broblem o'r fath yw y syniad o coiliau symudol. Er mwyn cael y tu mewn i'r cylch, cyfyngu'r plasma yn y electromagnetau dylunio MIT-model y gellir ei datgymalu.

Byddai'n ddefnyddiol iawn, oherwydd byddai'n bosibl i gael mynediad at y gwrthrychau yn y system fewnol ac i gymryd eu lle. Ond mewn gwirionedd superconductors gwneud o ddeunydd ceramig. rhaid cydblethu ffordd soffistigedig cannoedd ohonynt, i ffurfio maes magnetig cywir. Ac mae problem mwy sylfaenol: nid yw'r cysylltiad rhyngddynt mor syml â chysylltiad cebl copr. Nid oes unrhyw un hyd yn oed yn wedi meddwl am gysyniadau a fyddai'n helpu i ddatrys y problemau hyn.

yn rhy boeth

Gwres hefyd yn broblem. Mae'r tymheredd craidd plasma ymasiad cyrraedd tua 150 miliwn gradd canradd. Mae'r gwres eithafol yn parhau i fod yn eu lle - dde yng nghanol y nwy ionized. Ond hyd yn oed o gwmpas ei fod yn dal i fod yn boeth iawn - 500-700 gradd yn y craidd yr adweithydd, mae'r haen fewnol yn pibell metel, a fydd yn cael "chwarae yn ôl" Tritium angenrheidiol ar gyfer digwyddodd ymasiad niwclear.

ITER hyd yn oed yn fwy yn broblem - y mater hyn a elwir o bŵer. Mae'r rhan hon o'r system, sy'n cael ei gyflenwi o'r tanwydd broses synthesis a ddefnyddiwyd, yn bennaf heliwm. Mae'r elfen gyntaf metel, lle y nwy poeth yn disgyn, a elwir yn "divertor". Gellir ei gynhesu uwchlaw 2000 ° C.

problem divertor

I Gall planhigion wrthsefyll tymheredd o'r fath, peirianwyr yn ceisio defnyddio twngsten metel, a ddefnyddir yn yr hen-ffasiwn bylbiau gwynias. twngsten tymheredd toddi o tua 3000 gradd. Ond mae cyfyngiadau eraill.

Mae'r ITER gellir ei wneud, gan nad gwresogi yw'n digwydd drwy'r amser. Tybir y bydd yr adweithydd yn gweithredu dim ond 1-3% o'r amser. Ond nid yw hyn yn opsiwn ar gyfer y gwaith pŵer, a ddylai yn gweithredu ar sail 24/7. Ac, os bydd rhywun yn honni ei fod yn gallu adeiladu adweithydd llai gyda'r un grym ag y ITER, gallwn ddweud yn hyderus nad oes ganddo unrhyw broblemau atebion divertor.

Mae'r gwaith pŵer o fewn ychydig ddegawdau

Fodd bynnag, mae gwyddonwyr yn optimistaidd am ddatblygiad adweithyddion ymasiad, fodd bynnag, ni fydd mor gyflym â rhai rhagweld brwdfrydig.

ITER yw dangos bod ymasiad thermonuclear rheoledig yn gallu mewn gwirionedd yn cynhyrchu mwy o ynni nag ei wario ar wresogi y plasma. Y cam nesaf yw creu planhigyn arddangos hybrid cwbl newydd, a fyddai'n mewn gwirionedd yn cynhyrchu trydan adeiladu.

Peirianwyr nawr yn gweithio ar ei ddyluniad. Bydd angen iddynt ddysgu gwersi y ITER, sy'n cael ei drefnu ar gyfer lansio yn 2023 Gan gymryd i ystyriaeth yr amser sydd ei angen ar gyfer dylunio, cynllunio ac adeiladu, mae'n ymddangos yn annhebygol y bydd yr orsaf bŵer ymasiad cyntaf yn cael ei dechrau yn llawer cynharach na chanol y ganrif XXI.

ymasiad oer Rossi

Yn 2014, mae'r annibynnol prawf adweithydd E-Cat casgliad bod y ddyfais am 32 diwrnod cynhyrchu pŵer allbwn cyfartalog o 2800 W ar yfed 900 watt. Mae hyn yn fwy nag abl i nodi unrhyw adwaith cemegol. Y canlyniad yn awgrymu naill ai dorri tir newydd yn ymasiad niwclear neu dwyll llwyr. Roedd yr adroddiad yn siomedig amheuwyr sy'n amau a oedd y prawf yn wirioneddol annibynnol ac awgrymodd ffugio posibl o ganlyniadau profion. Mae eraill yn gwneud eglurhad o "gynhwysion cudd" sy'n caniatáu i'r ymasiad Rossi i atgynhyrchu dechnoleg hon.

Rossi - yn ffon?

Andrea impozanten. Mae'n cyhoeddi proclamasiwn i'r byd ar y Saeson yn unigryw yn yr adran sylwadau ar eu gwefan, a elwir pretentiously y "Journal of Ffiseg Niwclear". Ond mae ei ymdrechion aflwyddiannus blaenorol yn cynnwys y prosiect trosi gwastraff Eidalaidd yn y tanwydd a generadur thermodrydanol. Petroldragon, prosiectau rheoli gwastraff yn y ffynhonnell ynni, wedi methu yn rhannol oherwydd bod y dympio gwastraff yn anghyfreithlon yn cael ei reoli gan droseddu cyfundrefnol Eidalaidd, a oedd yn agor achos troseddol yn eu herbyn am dorri rheoliadau gwaredu gwastraff. Mae hefyd yn creu dyfais thermodrydanol gyfer Corfflu y Peirianwyr Byddin yr Unol Daleithiau, ond wrth brofi'r gadget gynhyrchu dim ond rhan o'r capasiti ddatgan.

Nid yw llawer yn ymddiried Rwsia, a phrif olygydd Ynni Times New elwir yn unig iddo troseddol, y tu ôl sy'n gyfres o chwiloleuadau pŵer wedi methu.

gwiriad annibynnol

Rossi wedi arwyddo cytundeb gyda'r cwmni Americanaidd Gwres Diwydiannol i gynnal profion blynyddol o dosbarthedig gosodiad 1-megawatt o ymasiad oer. Roedd y cyfarpar yn cynhwysydd llongau, pacio mewn degau E-Cat. Roedd yn rhaid i'r arbrawf gael ei fonitro gan drydydd parti, a fyddai'n gallu cadarnhau bod yn wir achos gynhyrchu gwres. Rossi yn dweud ei fod yn treulio'r rhan fwyaf y llynedd, mae bron yn byw mewn cynhwysydd, a gwylio'r gweithrediadau am fwy na 16 awr y dydd i brofi hyfywedd masnachol y E-Cat.

Roedd y prawf i ben ym mis Mawrth. Cefnogwyr o Rossi yn edrych ymlaen at adroddiadau sylwedydd, gan obeithio i gyfiawnhau ei arwr. Ond yn y diwedd cawsant chyngaws.

treial

Yn ei ddatganiad i'r llys Florida Rossi yn honni bod y prawf yn llwyddiannus a chadarnhaodd gyflafareddwr annibynnol fod y adweithydd E-Cat yn cynhyrchu chwe gwaith mwy o ynni nag y mae'n ei ddefnyddio. Mae hefyd yn honni bod y cwmni Gwres Diwydiannol cytuno i dalu $ 100 miliwn iddo - 11.5 miliwn ymlaen llaw ar ôl prawf 24 awr (honedig dros hawliau trwyddedu i'r cwmni y gallai werthu'r dechnoleg hon yn yr Unol Daleithiau) ac un arall 89 miliwn ar ôl cwblhau'n llwyddiannus y prawf estynedig o fewn 350 diwrnod. Rwsia yn cyhuddo IH wrth gynnal "cynllun twyllodrus", diben a oedd yn dwyn ei eiddo deallusol. Mae hefyd yn cyhuddo cwmni gamddefnyddio adweithydd E-Cat, copïo anghyfreithlon o dechnolegau arloesol a chynhyrchion, nodweddion, a strwythurau a ymgais anghyfreithlon i gael patent ar ei eiddo deallusol.

goldmine

Mewn mannau eraill Rossi yn dadlau bod yn erbyn cefndir o un o'i arddangosiadau gwmni IH a dderbyniwyd gan fuddsoddwyr o $ 50-60,000,000 a 200 miliwn o Tsieina ar ôl chwarae gyda swyddogion Tseiniaidd o swyddogion y lefel uwch. Os yw hyn yn wir, yn y fantol yn llawer mwy na chant o miliwn o ddoleri. Gwrthododd Gwres Diwydiannol honiadau hyn fel ddi-sail ac yn bwriadu mynd ati i amddiffyn. Yn bwysicach, meddai, bod "am fwy na thair blynedd yn gweithio ar y cadarnhad o'r canlyniadau, a oedd yn gwneud honnir Rossi a'i E-Cat-dechnoleg, pob yn ofer."

Nid yw IH yn credu mewn effeithlonrwydd E-Cat, ac Ynni Newydd Times Magazine yn gweld unrhyw reswm i amau hyn. Yn rhifyn Mehefin 2011 cynrychiolydd ymwelodd yr Eidal, Rossi yn cyfweld a ffilmio arddangosiad o'i E-Cat. Ar ôl un diwrnod, dywedodd am ei bryderon difrifol am y ffordd y mae'r mesuriadau pŵer thermol. Ar ôl 6 diwrnod, y newyddiadurwr postio ei fideo ar YouTube. Mae arbenigwyr o bob cwr o'r byd yn ei anfon dadansoddiadau, a gyhoeddwyd ym mis Gorffennaf. Daeth yn amlwg ei fod yn ffug.

cadarnhad arbrofol

Serch hynny, mae nifer o ymchwilwyr - Aleksandru Parhomovu Prifysgol Cyfeillgarwch y Bobl Rwsia a'r cof prosiect Martina Fleyshmana (MFPM) - llwyddo i atgynhyrchu'r ymasiad oer Rossi. Adroddiad MFPM o'r enw "Diwedd y cyfnod carbon yn agos." Y rheswm am edmygedd o'r fath oedd y darganfyddiad o rwygiadau pelydr-gama, na ellir eu hesbonio ond trwy adwaith ymasiad. Yn ôl yr ymchwilwyr, o Rwsia yn union yr hyn y mae'n ei ddweud.

rysáit Hyfyw Gall yr awyr agored oer ynni ymasiad niwclear yn achosi "Gold Rush". Gall dulliau eraill a fydd yn osgoi'r patent o Rwsia a'i adael ar ochr y busnes ynni biliynau a biliynau-doler i'w gweld.

Felly, efallai, Rossi byddai wedi bod yn well i osgoi cadarnhad hwn.