Müasir superkeçiricilərdən istifadə edən innovativ layihələr tezliklə idarə olunan termonüvə birləşməsinə imkan verəcək, bəzi optimistlər deyir. Ekspertlər praktiki tətbiqin bir neçə onilliklər çəkəcəyini proqnozlaşdırırlar.
Niyə bu qədər çətindir?
Füzyon enerjisi gələcək üçün potensial enerji mənbəyi hesab olunur. Bu atomun saf enerjisidir. Bəs bu nədir və buna nail olmaq niyə bu qədər çətindir? Başlamaq üçün klassik nüvə parçalanması ilə termonüvə sintezi arasındakı fərqi başa düşməliyik.
Atomun parçalanması radioaktiv izotopların - uran və ya plutoniumun parçalanması və digər yüksək radioaktiv izotoplara çevrilməsidir, sonra isə basdırılmalı və ya təkrar emal edilməlidir.
Füzyon reaksiyası ondan ibarətdir ki, hidrogenin iki izotopu - deyterium və tritium - radioaktiv tullantı əmələ gətirmədən bir bütövlükdə birləşərək zəhərsiz helium və tək neytron əmələ gətirir.
Nəzarət problemi
ReaksiyalarGünəşdə və ya hidrogen bombasında baş verir - bu termonüvə birləşməsidir və mühəndislər çətin bir vəzifə ilə üzləşirlər - elektrik stansiyasında bu prosesi necə idarə etmək olar?
Bu, alimlərin 1960-cı illərdən bəri üzərində işlədiyi bir şeydir. Almaniyanın şimalındakı Qreyfsvald şəhərində Wendelstein 7-X adlı daha bir eksperimental sintez reaktoru fəaliyyətə başlayıb. O, hələ reaksiya yaratmaq üçün nəzərdə tutulmayıb - bu, sadəcə sınaqdan keçirilən xüsusi dizayndır (tokamak əvəzinə stellarator).
Yüksək Enerjili Plazma
Bütün termonüvə qurğularının ümumi xüsusiyyəti var - həlqəvi forma. O, güclü elektromaqnitlərdən istifadə edərək torus şəklində güclü elektromaqnit sahəsi - şişirdilmiş velosiped borusu yaratmaq ideyasına əsaslanır.
Bu elektromaqnit sahəsi o qədər sıx olmalıdır ki, mikrodalğalı sobada bir milyon dərəcə Selsiyə qədər qızdırıldıqda halqanın tam mərkəzində plazma görünməlidir. Daha sonra qaynadılır ki, birləşmə başlasın.
İmkanların nümayişi
Avropada hazırda iki belə təcrübə aparılır. Onlardan biri bu yaxınlarda ilk helium plazmasını yaradan Wendelstein 7-X-dir. Digəri isə Fransanın cənubunda tikilməkdə olan və 2023-cü ildə fəaliyyətə başlamağa hazır olan nəhəng eksperimental birləşmə obyekti olan ITER-dir.
İTER-də real nüvə reaksiyalarının baş verəcəyi güman edilir, lakin yalnızqısa müddətə və əlbəttə ki, 60 dəqiqədən çox deyil. Bu reaktor nüvə sintezini reallığa çevirmək üçün atılan çoxlu addımlardan yalnız biridir.
Füzyon reaktoru: daha kiçik və daha güclü
Bu yaxınlarda bir neçə konstruktor yeni reaktor dizaynını elan etdi. Massaçusets Texnologiya İnstitutunun bir qrup tələbəsi, eləcə də “Lockheed Martin” silah şirkətinin nümayəndələrinin fikrincə, birləşmə ITER-dən qat-qat güclü və kiçik obyektlərdə həyata keçirilə bilər və onlar bunu on saat ərzində etməyə hazırdırlar. il.
Yeni dizaynın ideyası elektromaqnitlərdə maye helium tələb edən adi olanlardan çox, maye azotla soyuduqda öz xassələrini nümayiş etdirən müasir yüksək temperaturlu superkeçiricilərdən istifadə etməkdir. Yeni, daha çevik texnologiya reaktorun tamamilə yenidən dizaynına imkan verəcək.
Almaniyanın cənub-qərbindəki Karlsrue Texnologiya İnstitutunda nüvə sintezi texnologiyasına cavabdeh olan Klaus Heş buna şübhə ilə yanaşır. O, yeni reaktor dizaynları üçün yeni yüksək temperaturlu superkeçiricilərin istifadəsini dəstəkləyir. Amma onun fikrincə, fizika qanunlarını nəzərə alaraq kompüterdə nəsə hazırlamaq kifayət deyil. İdeyanı həyata keçirərkən ortaya çıxan çətinlikləri nəzərə almaq lazımdır.
Elmi-fantastik
Hesh-ə görə, MIT tələbə modeli yalnız layihənin mümkünlüyünü göstərir. Amma əslində çoxlu elmi fantastikadır. Layihəfüzyonun ciddi texniki problemlərinin həll olunduğunu göstərir. Lakin müasir elmin bunları necə həll edəcəyi barədə heç bir fikri yoxdur.
Belə problemlərdən biri də yığıla bilən rulonların ideyasıdır. MIT dizayn modelində plazma saxlayan halqanın içərisinə daxil olmaq üçün elektromaqnitlər sökülə bilər.
Bu çox faydalı olardı, çünki daxili sistemdəki obyektlərə daxil olmaq və onları əvəz etmək olar. Amma reallıqda superkeçiricilər keramika materialından hazırlanır. Düzgün maqnit sahəsini formalaşdırmaq üçün onlardan yüzlərləsi mürəkkəb bir şəkildə bir-birinə bağlanmalıdır. Və burada daha fundamental çətinliklər var: onların arasındakı əlaqələr mis kabellərin birləşmələri qədər sadə deyil. Hələ heç kim bu cür problemlərin həllinə kömək edəcək konsepsiyaları düşünməyib.
Çox isti
Yüksək temperatur da problemdir. Füzyon plazmasının nüvəsində temperatur təxminən 150 milyon dərəcə Selsiyə çatacaq. Bu həddindən artıq istilik yerində qalır - ionlaşmış qazın düz mərkəzində. Ancaq hətta onun ətrafında hələ də çox istidir - nüvə birləşməsinin baş verməsi üçün lazım olan tritiumun "çoxalacağı" metal borunun daxili təbəqəsi olan reaktor zonasında 500 ilə 700 dərəcə arasında
Füzyon reaktorunun daha böyük problemi var - sözdə güc buraxılışı. Bu, ərimə prosesindən istifadə olunan yanacağı, əsasən heliumu qəbul edən sistemin hissəsidir. Birinciisti qazın daxil olduğu metal komponentlərə "divertorlar" deyilir. 2000°C-dən çox qızdıra bilər.
Yönləndirici problemi
Zavodun bu temperaturlara tab gətirə bilməsi üçün mühəndislər köhnə dəbdə olan közərmə lampalarında istifadə edilən metal volframdan istifadə etməyə çalışırlar. Volframın ərimə nöqtəsi təxminən 3000 dərəcədir. Lakin başqa məhdudiyyətlər də var.
ITER-də bunu etmək olar, çünki onun içindəki qızdırma daim baş vermir. Güman edilir ki, reaktor vaxtın yalnız 1-3%-ni işləyəcək. Ancaq bu, 24/7 işləməli olan elektrik stansiyası üçün bir seçim deyil. Və əgər kimsə ITER ilə eyni gücə malik daha kiçik reaktor qura biləcəyini iddia edirsə, onun divertor probleminin həlli olmadığını söyləmək olar.
Bir neçə onillikdə elektrik stansiyası
Bununla belə, elm adamları termonüvə reaktorlarının inkişafı ilə bağlı nikbindir, lakin bu, bəzi həvəskarların proqnozlaşdırdığı qədər sürətli olmayacaq.
ITER göstərməlidir ki, idarə olunan birləşmə faktiki olaraq plazmanın qızdırılmasına sərf ediləndən daha çox enerji istehsal edə bilər. Növbəti addım əslində elektrik enerjisi istehsal edən tam yeni hibrid nümayiş elektrik stansiyası tikməkdir.
Mühəndislər artıq onun dizaynı üzərində işləyirlər. Onlar 2023-cü ildə işə salınması planlaşdırılan ITER-dən öyrənməli olacaqlar. Dizayn, planlaşdırma və tikinti üçün tələb olunan vaxtı nəzərə alsaq, görünür.ilk sintez elektrik stansiyasının 21-ci əsrin ortalarından çox tez işə salınacağı ehtimalı azdır.
Rossi Cold Fusion
2014-cü ildə E-Cat reaktorunun müstəqil sınağı belə nəticəyə gəldi ki, cihaz 32 gün ərzində 900 vatt istehlakla orta hesabla 2800 vatt güc hasil edib. Bu, hər hansı kimyəvi reaksiyanın təcrid edə biləcəyindən daha çoxdur. Nəticə ya termonüvə birləşməsində bir irəliləyişdən, ya da açıq saxtakarlıqdan danışır. Hesabat testin həqiqətən müstəqil olub-olmadığına şübhə edən və test nəticələrinin mümkün saxtalaşdırılmasını təklif edən skeptikləri məyus etdi. Digərləri Rossinin birləşməsinə texnologiyanı təkrarlamağa imkan verən "gizli inqrediyentləri" tapmaqla məşğul olublar.
Rossi fırıldaqçıdır?
Andrea təsir edir. O, iddialı şəkildə Nüvə Fizikası Jurnalı adlanan vebsaytının şərhlər bölməsində unikal ingilis dilində dünyaya bəyannamələr dərc edir. Lakin onun əvvəlki uğursuz cəhdlərinə İtaliyanın tullantıdan yanacağa çevrilməsi layihəsi və termoelektrik generator daxildir. Tullantıların enerjiyə çevrilməsi layihəsi olan Petroldragon, tullantıların qeyri-qanuni atılmasına tullantıların idarə olunması qaydalarını pozduğuna görə ona qarşı cinayət işi açan İtaliya mütəşəkkil cinayətkarlığı tərəfindən idarə olunduğu üçün qismən uğursuz oldu. O, həmçinin ABŞ Ordusu Mühəndislər Korpusu üçün termoelektrik cihaz yaratdı, lakin sınaq zamanı qadcet elan edilmiş gücün yalnız bir hissəsini istehsal etdi.
Çoxları Rossiyə etibar etmir və New Energy Times qəzetinin baş redaktoru açıq şəkildə onu arxasında bir sıra uğursuz enerji layihələri olan cinayətkar adlandırdı.
Müstəqil doğrulama
Rossi Amerikanın Industrial Heat şirkəti ilə 1 MVt-lıq soyuq ərimə qurğusunun bir il ərzində gizli sınaqdan keçirilməsi üçün müqavilə imzaladı. Cihaz onlarla E-Cat ilə dolu bir daşıma konteyneri idi. Təcrübə istilik əmələ gəlməsinin həqiqətən baş verdiyini təsdiq edə bilən üçüncü tərəf tərəfindən idarə edilməli idi. Rossi iddia edir ki, ötən ilin çox hissəsini praktiki olaraq konteynerdə yaşayıb və E-Cat-in kommersiya cəhətdən səmərəliliyini sübut etmək üçün gündə 16 saatdan çox əməliyyatlara nəzarət edib.
Sınaq mart ayında başa çatdı. Rossinin tərəfdarları öz qəhrəmanlarına bəraət qazandıracağına ümid edərək müşahidəçilərin hesabatını səbirsizliklə gözləyirdilər. Lakin sonda məhkəməyə müraciət etdilər.
Məhkəmə
Florida məhkəməsinə müraciətdə Rossi testin uğurlu olduğunu iddia etdi və müstəqil arbitr E-Cat reaktorunun istehlak etdiyindən altı dəfə çox enerji istehsal etdiyini təsdiqlədi. O, həmçinin iddia etdi ki, Industrial Heat ona 100 milyon dollar - 24 saatlıq sınaqdan sonra 11,5 milyon dollar (şirkətin texnologiyanı ABŞ-da sata bilməsi üçün guya lisenziya hüquqları üçün) və uzadılmış müqavilənin uğurla başa çatmasından sonra daha 89 milyon dollar ödəməyə razılaşıb. sınaq.350 gün ərzində. Rossi İH-ni "fırıldaqçılıq sxemi" idarə etməkdə ittiham etdiməqsədi onun əqli mülkiyyətini oğurlamaq olub. O, həmçinin şirkəti E-Cat reaktorlarını mənimsəməkdə, innovativ texnologiyaları və məhsulları, funksionallıq və dizaynları qanunsuz surətdə çıxarmaqda və onun əqli mülkiyyətinə dair patentdən sui-istifadə etməkdə ittiham edib.
Qızıl Mədəni
Başqa yerdə Rossi iddia edir ki, nümayişlərinin birində İH yüksək səviyyəli Çin rəsmilərinin iştirak etdiyi təkrardan sonra investorlardan 50-60 milyon dollar, Çindən isə 200 milyon dollar alıb. Əgər bu doğrudursa, o zaman yüz milyon dollardan çox pul təhlükə altındadır. Industrial Heat bu iddiaları əsassız hesab edərək, özünü fəal şəkildə müdafiə etməyə hazırlaşır. Daha da əhəmiyyətlisi, o, iddia edir ki, o, "Rossinin E-Cat texnologiyası ilə əldə etdiyi iddia edilən nəticələri təsdiqləmək üçün üç ildən çox çalışıb, lakin heç bir uğur qazanmayıb."
IH E-Cat-a inanmır və New Energy Times buna şübhə etmək üçün heç bir səbəb görmür. 2011-ci ilin iyununda nəşrin nümayəndəsi İtaliyaya səfər etdi, Rossidən müsahibə aldı və onun E-Cat-ın nümayişini lentə aldı. Bir gün sonra o, istilik gücünün ölçülməsi üsulu ilə bağlı ciddi narahatlığını bildirdi. Jurnalist 6 gündən sonra videosunu YouTube-da yerləşdirib. Dünyanın hər yerindən ekspertlər ona iyul ayında dərc olunmuş təhlillər göndəriblər. Bunun hiylə olduğu aydın oldu.
Eksperimental təsdiq
Lakin, bir sıra tədqiqatçılar - Rusiya Xalqlar Dostluğu Universitetindən Aleksandr Parxomov və Martin Fleishman Memorial Project (MFPM) -Rusiyanın soyuq termonüvə birləşməsini bərpa edə bildi. MFPM hesabatı "Karbon dövrünün sonu yaxınlaşır" adlanırdı. Bu cür heyranlığın səbəbi termonüvə reaksiyasından başqa izah edilə bilməyən qamma radiasiya partlayışının kəşfi idi. Tədqiqatçıların fikrincə, Rossi dediyi kimidir.
Soyuq birləşmə üçün etibarlı açıq resept enerji qızıl tələsikinə səbəb ola bilər. Rossinin patentlərindən yan keçmək və onu milyardlarla dollarlıq enerji biznesindən kənarda saxlamaq üçün alternativ üsullar tapıla bilər.
Ona görə də Rossi bu təsdiqdən yayınmağa üstünlük verə bilər.
