Û yekbûn?

Raporên di dawiya sala borî de li ser çêkirina reaktorek ji bo sentezê ji hêla pisporên çînî ve hestiyar derketin (1). Medyaya dewletê ya Çînê ragihand ku tesîsa HL-2M, ku li navendeke lêkolînê ya li Chengdu ye, dê di sala 2020-an de bixebite. Dengê raporên medyayê destnîşan kir ku pirsgirêka gihîştina enerjiya bêserûber a fusiona termonoklerî her û her çareser bûye.

Nêrînek hûrgulî li hûrguliyan dibe alîkar ku xweşbîniyê sar bike.

Nşh Aparata cureyê tokamak, bi sêwiranek pêşkeftîtir ji yên ku heya niha têne zanîn, divê plazmaya bi germahiyên ji 200 mîlyon pileya Celsius zêdetir çêbike. Ev yek di daxuyaniyeke çapemeniyê de ji aliyê serokê Enstîtuya Fîzîkê ya Başûrêrojavayê ya Pargîdaniya Nukleerî ya Neteweyî ya Çînê Duan Xiuru ve hat ragihandin. Amûr dê piştgiriya teknîkî bide Çîniyên ku li ser projeyê dixebitin Reaktora Ezmûnî ya Termonokleer a Navneteweyî (ITER)her weha avakirin.

Ji ber vê yekê ez difikirim ku ew hîn ne şoreşek enerjiyê ye, her çend ew ji hêla çînî ve hatî afirandin. reaktora KhL-2M heta niha hindik tê zanîn. Em nizanin hilberîna germî ya pêşbînîkirî ya vê reaktorê çi ye an çi astên enerjiyê hewce ne ku reaksiyonek fusiona navokî tê de were meşandin. Em tiştê herî girîng nizanin - gelo reaktora fusionê ya Chineseînî sêwiranek bi hevsengiya enerjiyê ya erênî ye, an gelo ew tenê reaktorek fusionê ya ceribandî ye ku rê dide reaksiyonên fusionê, lê di heman demê de bêtir enerjiyê hewce dike ji bo " şewat" ji enerjiya ku di encama reaksiyonên de dikare were bidestxistin.

Hewldana navneteweyî

Çîn ligel Yekîtiya Ewropa, Amerîka, Hindistan, Japonya, Koreya Başûr û Rûsya endamên bernameya ITER in. Ev ji projeyên lêkolînê yên navneteweyî yên heyî yên ku ji hêla welatên jorîn ve têne fînanse kirin, ya herî biha ye, ku li dora 20 mîlyar dolarê Amerîkî lêçûn e. Ew di encama hevkariya di navbera hikûmetên Mikhail Gorbachev û Ronald Reagan de di serdema Şerê Sar de hate vekirin û gelek sal şûnda di peymanek ku di sala 2006 de ji hêla van welatan ve hatî îmze kirin de cîh girt.

2. Li cîhê avakirina ITER tokamak

Projeya ITER li Cadarache li başûrê Fransa (2) tokamaka herî mezin a cîhanê çêdike, ango odeyek plazmayê ya ku divê bi karanîna zeviyek magnetîkî ya bihêz a ku ji hêla elektromagnets ve hatî hilberandin were tam kirin. Ev îcad di salên 50 û 60î de ji aliyê Yekîtiya Sovyetê ve hatiye çêkirin. Rêveberê Projeyê, Lavan Koblenz, daxuyand ku divê rêxistin heta Kanûna 2025an "plazmaya ewil" werbigire. Divê ITER her carê ji bo nêzî 1 hezar kesî piştgirî bide reaksiyona termonukleyî. saniyeyan, hêz digire 500-1100 MW. Ji bo berhevdanê, tokamaka Brîtanî ya herî mezin heya îro, BÊHNOK (torûsa hevpar a Ewropî), çend deh çirkeyan reaksiyonê diparêze û heya bi hêz dibe 16 MW. Enerjiya di vê reaktorê de dê di forma germê de were berdan - nayê xwestin ku ew bibe elektrîkê. Radestkirina hêza fusionê ya torê ne ji pirsê ye ji ber ku proje tenê ji bo mebestên lêkolînê ye. Tenê li ser bingeha ITER-ê ye ku dê nifşê paşerojê yên reaktorên termonukleer werin çêkirin û bigihîjin hêzê. 3-4 hezar. MW.

Sedema bingehîn a ku hîn jî santralên fusionê yên normal hîn nînin (tevî şêst sal lêkolînek berfireh û biha) dijwariya kontrolkirin û "rêvebirina" tevgera plazmayê ye. Lêbelê, ceribandinên bi salan gelek vedîtinên hêja bi dest xistine, û îro enerjiya fusionê ji berê nêzîktir xuya dike.

Helium-3 zêde bikin, bihejînin û germ bikin

ITER navenda sereke ya lêkolîna fusionê ya gerdûnî ye, lê gelek navendên lêkolînê, pargîdanî û laboratîfên leşkerî jî li ser projeyên fusionê yên din ên ku ji nêzîkatiya klasîk vediqetin dixebitin.

Ji bo nimûne, di salên dawî de li ser ji Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusetts ceribandinên bi Helem-3 li ser tokamak encamên heyecan da, di nav de enerjiyê deh qat zêde dibe îyona plazmayê. Zanyarên ku li Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusettsê li ser tokamakê C-Mod ceribandinan dikin, digel pisporên Belçîka û Brîtanyayê, celebek nû ya sotemeniya termonokle ku sê cureyên îyonan tê de hene, çêkirine. Kom Alcator C-Mod (3) di îlona 2016-an de lêkolînek kir, lê daneyên van ceribandinan tenê van demên dawî hatine analîz kirin, ku di enerjiya plazmayê de zêdebûnek mezin eşkere dike. Encam ew qas dilşad bûn ku zanyarên ku mezintirîn laboratûara fusionê ya xebatê ya cîhanê, JET li Keyaniya Yekbûyî birêve dibin, biryar dan ku ceribandinan dubare bikin. Heman zêdebûna enerjiyê hate bidestxistin. Encamên lêkolînê di kovara Nature Physics de hatine weşandin.

3. Tokamak Alcator C-Mod di operasyonê de

Mifteya zêdekirina karîgeriya sotemeniya nukleerî lêzêdekirina mîqdarên şopên helium-3, îsotek stabîl a helyûmê, bi yek neutronê li şûna duyan bû. Mazota nukleerî ya ku di rêbaza Alcator C de dihat bikaranîn berê tenê du celeb îyon dihewand, deuterium û hîdrojen. Deuterium, îzotopeke bi îstîqrar a hîdrojenê ku di navokê de neutronek heye (berevajî hîdrojena bê notron), ji %95ê sotemeniyê pêk tîne. Zanyarên Navenda Lêkolînê ya Plasmayê û Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusetts (PSFC) pêvajoyek bi navê bikar anîn Germkirina RF. Antênên li kêleka tokamakê frekanseke radyoyî ya taybet bi kar tînin da ku parçikan heyecan bikin, û pêlan jî ji bo "armanca" îyonên hîdrojenê têne pîvandin. Ji ber ku hîdrojen perçeyek piçûk a tevheviya sotemeniyê pêk tîne, tenê beşek piçûk a îyonan li ser germkirinê berhev dike dihêle ku bigihîje astên enerjiya giran. Wekî din, îyonên hîdrojenê yên teşwîqkirî derbasî îyonên deuteriumê yên ku di tevliheviyê de serdest in, dibin, û pariyên ku bi vî rengî têne çêkirin dikevin qalika derveyî ya reaktorê, germê berdidin.

Karbidestiya vê pêvajoyê dema ku îyonên helium-3 bi rêjeyek ji% 1 kêmtir li tevliheviyê têne zêdekirin zêde dibe. Bi berhevkirina hemî germkirina radyoyê li ser mîqdarek piçûk a helium-3, zanyar enerjiya îyonan berbi megaelektronvoltan (MeV) vekir.

Pêşî hatin - yekem xizmet kirin Wekhevî bi rûsî: Xwarina dereng mêvan û hestî

Di van çend salên borî de di cîhana xebata fusionê ya kontrolkirî de gelek pêşkeftin çêbûn ku hêviyên zanyar û me hemûyan ji nû ve geş kirin da ku di dawiyê de bigihêjin "Gerala Pîroz" ya enerjiyê.

Nîşaneyên baş, di nav yên din de, vedîtinên ji Laboratory Physics Plasma Princeton (PPPL) ya Wezareta Enerjiyê ya Dewletên Yekbûyî (DOE) hene. Pêlên radyoyê bi serkeftinek mezin hatine bikar anîn da ku bi girîngî kêmkirina bi vî rengî tevliheviyên plazmayê, ku dikare di pêvajoya "cilkirina" reaksiyonên termonukleer de girîng be. Heman tîmê lêkolînê di Adara 2019-an de ceribandinek tokamakê ya lîtiumê ragihand ku tê de dîwarên hundurîn ên reaktora ceribandinê bi lîtiumê hatine pêçan, materyalek ku ji bataryayên ku bi gelemperî di elektronîkî de têne bikar anîn tê zanîn. Zanyaran destnîşan kirin ku lîtiumê ku li ser dîwarên reaktorê girêdide pariyên plazmayê yên belawela dihewîne, nahêle ku ew vegere ewrê plazmayê û rê li ber reaksiyonên termonokleer bigire.

4. Dîtbarkirina projeya Teknolojiyên TAE

Zanyarên ji saziyên zanistî yên girîng ên navdar jî di daxuyaniyên xwe de bûne xweşbînên hişyar. Di van demên dawî de, di sektora taybet de jî eleqeyek mezin ji teknîkên fusionê yên kontrolkirî re heye. Di sala 2018-an de, Lockheed Martin planek ragihand ku di nav deh salên pêş de prototîpa reaktora fusionê ya tevlihev (CFR) pêşve bibe. Ger teknolojiya ku pargîdanî li ser dixebite bixebite, dê amûrek bi qasî kamyonek bikaribe têra elektrîkê peyda bike ku hewcedariyên amûrek 100 metreçargoşe peyda bike. niştecihên bajêr.

Pargîdaniyên din û navendên lêkolînê pêşbaziyê dikin ku bibînin ka kî dikare yekem reaktora fusionê ya rastîn ava bike, di nav de TAE Technologies û Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusetts. Tewra Jeff Bezos-ê Amazon û Bill Gates-ê Microsoft-ê di van demên dawî de beşdarî projeyên hevgirtinê bûne. NBC News di van demên dawî de hijdeh pargîdaniyên piçûk ên tenê fusion-ê li Dewletên Yekbûyî jimartin. Destpêkên mîna General Fusion an Commonwealth Fusion Systems balê dikişînin ser reaktorên piçûktir ên li ser bingeha superconductorên nûjen.

Têgeha "fusion sar" û alternatîfên ji bo reaktorên mezin, ne tenê tokamaks, di heman demê de tê gotin. stêrkvan, bi sêwiranek piçûktir, ku li Elmanyayê jî tê çêkirin. Lêgerîna nêzîkatiyeke cuda jî didome. Mînaka vê amûrek e ku jê re tê gotin Z-pinç, ji hêla zanyarên Zanîngeha Washingtonê ve hatî çêkirin û di yek ji hejmarên herî dawî yên kovara Physics World de hatî şirove kirin. Z-pinch bi vegirtin û pêçandina plazmayê di nav zeviyek magnetîkî ya hêzdar de dixebite. Di azmûnê de mimkun bû ku plazmayê 16 mîkroçirkeyan stabîl bike, û reaksiyona fusionê bi qasî sêyeka vê demê berdewam kir. Diviya bû ku xwenîşandan nîşan bide ku sentezek piçûk gengaz e, her çend gelek zanyar hîn jî di derheqê vê de gumanên ciddî hene.

Di encamê de, bi saya piştgirîya Google û veberhênerên din ên teknolojiya pêşkeftî, pargîdaniya California TAE Technologies ji ceribandinên fusionê cûda cûda bikar tîne. têkelê sotemeniya boron, ku ji bo pêşxistina reaktorên piçûktir û erzantir, di destpêkê de ji bo mebesta motora rokêta fusionê hatine bikar anîn. Prototîpek reaktora fusionê ya silindrik (4) bi tîrêjên dijber (CBFR), ku gaza hîdrojenê germ dike da ku du xelekên plazmayê çêbike. Ew bi zencîrên perçeyên bêhêz re tevdigerin û di rewşek wusa de têne girtin, ku divê enerjî û domdariya plazmayê zêde bike.

Destpêkek din a fusionê General Fusion ji parêzgeha Kanada ya British Columbia ji piştgirîya Jeff Bezos bixwe distîne. Bi hêsanî, konsepta wî ev e ku plasma germ bikeve nav topek metalê şil (tevliheviyek lîtium û lîtium) di hundurê topek pola de, piştî ku plazma bi pistonan, mîna motorek mazotê, tê pêçandin. Zexta ku hatî afirandin divê bibe sedema fusionê, ku dê mîqdarek mezin enerjiyê berde da ku turbînên celebek nû ya santralê bixebitîne. Mike Delage, berpirsiyarê teknolojiyê li General Fusion, dibêje ku fusiona nukleerî ya bazirganî dikare di deh salan de dest pê bike.

5. Nîşanek ji patenta termonukleer a Navy ya Dewletên Yekbûyî.

Di van demên dawî de, Hêzên Deryayî yên Dewletên Yekbûyî jî ji bo "alava fusion plasma" patentek tomar kir. Patent behsa zeviyên magnetîkî dike ku "lerzînek bilez" biafirîne (5). Fikir ev e ku meriv reaktorên fusionê bi têra xwe piçûk werin çêkirin ku werin veguheztin. Hêjayî gotinê ye ku ev serîlêdana patentê bi gumanbarî hate pêşwazî kirin.