Орчин үеийн хэт дамжуулагчийг ашиглан шинэлэг төслүүд удахгүй хяналттай термоядролыг нэгтгэх боломжийг олгоно гэж зарим өөдрөг үзэлтнүүд үзэж байна. Гэсэн хэдий ч практик хэрэглээнд хэдэн арван жил шаардлагатай гэж мэргэжилтнүүд таамаглаж байна.
Яагаад ийм хэцүү байгаа юм бэ?
Fusion эрчим хүчийг ирээдүйн эрчим хүчний боломжит эх үүсвэр гэж үздэг. Энэ бол атомын цэвэр энерги юм. Гэхдээ энэ нь юу вэ, яагаад үүнд хүрэх нь тийм хэцүү байдаг вэ? Эхлэхийн тулд бид сонгодог цөмийн хуваагдал ба термоядролын нэгдэл хоёрын ялгааг ойлгох хэрэгтэй.
Цацраг идэвхт изотопууд - уран эсвэл плутони - задарч, бусад өндөр цацраг идэвхт изотопууд болж хувирах үед тэдгээрийг булшлах эсвэл дахин боловсруулах үед атомын хуваагдал юм.
Устөрөгчийн хоёр изотоп болох дейтерий ба тритий нэгдэн нэгдэж, цацраг идэвхт хаягдал үүсгэхгүйгээр хоргүй гели ба нэг нейтрон үүсгэдэг. Нэгдлийн урвал
Хяналтын асуудал
Харилцаж байнаНаранд эсвэл устөрөгчийн бөмбөгөнд тохиолддог - энэ бол термоядролын нэгдэл бөгөөд инженерүүд цахилгаан станцад энэ үйл явцыг хэрхэн хянах вэ гэдэг хэцүү даалгавартай тулгардаг.
Энэ бол эрдэмтэд 1960-аад оноос хойш ажиллаж байгаа зүйл юм. Wendelstein 7-X хэмээх өөр нэг туршилтын хайлуулах реактор Германы хойд хэсгийн Грейфсвальд хотод ажиллаж эхэлжээ. Энэ нь хариу урвал үүсгэхээр хараахан төлөвлөөгүй байна - энэ бол зүгээр л туршиж байгаа тусгай загвар юм (токамак биш харин одны төхөөрөмж).
Өндөр энергийн плазм
Бүх термоядролын суурилуулалт нь нийтлэг шинж чанартай байдаг - цагираг хэлбэртэй. Энэ нь торус хэлбэртэй хүчтэй цахилгаан соронзон орон буюу хийлдэг дугуйн хоолой үүсгэхийн тулд хүчирхэг цахилгаан соронзон ашиглах санаан дээр суурилдаг.
Энэ цахилгаан соронзон орон нь маш нягт байх ёстой бөгөөд богино долгионы зууханд нэг сая хэм хүртэл халаахад цагирагийн яг төвд плазм гарч ирэх ёстой. Дараа нь гал асааж, хайлуулж эхэлнэ.
Боломжийг харуулах
Европт одоогоор ийм хоёр туршилт хийгдэж байна. Тэдний нэг нь саяхан анхны гелий плазмаа үүсгэсэн Wendelstein 7-X юм. Нөгөө нь Францын өмнөд хэсэгт баригдаж байгаа, 2023 онд ашиглалтад ороход бэлэн болох асар том туршилтын хайлуулах байгууламж болох ITER юм.
Бодит цөмийн урвалууд ITER-д явагдана гэж таамаглаж байгаа боловч зөвхөнбогино хугацаанд, мэдээжийн хэрэг 60 минутаас хэтрэхгүй. Энэхүү реактор нь цөмийн хайлалтыг бодит болгох олон алхамын зөвхөн нэг нь юм.
Fusion реактор: жижиг, илүү хүчирхэг
Саяхан хэд хэдэн зохион бүтээгчид реакторын шинэ загварыг зарлалаа. Массачусетсийн Технологийн Их Сургуулийн хэсэг оюутнууд, мөн Lockheed Martin зэвсгийн компанийн төлөөлөгчдийн үзэж байгаагаар хайлуулах ажиллагааг ITER-ээс хамаагүй илүү хүчирхэг, жижиг байгууламжид хийж болох бөгөөд тэд үүнийг арав хоногийн дотор хийхэд бэлэн байна. жил.
Шинэ дизайны санаа нь шингэн гели шаарддаг ердийнхөөс илүү шингэн азотоор хөргөх үед шинж чанараа харуулдаг орчин үеийн өндөр температурт хэт дамжуулагчийг цахилгаан соронзонд ашиглах явдал юм. Шинэ, илүү уян хатан технологи нь реакторыг бүрэн дахин төлөвлөх боломжийг олгоно.
Баруун өмнөд Герман дахь Карлсруэгийн Технологийн Хүрээлэнд цөмийн хайлуулах технологийг хариуцдаг Клаус Хэш эргэлзэж байна. Энэ нь реакторын шинэ загварт зориулж шинэ өндөр температурын хэт дамжуулагчийг ашиглахыг дэмждэг. Гэхдээ түүний хэлснээр, физикийн хуулийг харгалзан компьютер дээр ямар нэгэн зүйл боловсруулах нь хангалтгүй юм. Санааг ажил хэрэг болгоход тулгардаг бэрхшээлийг харгалзан үзэх шаардлагатай.
Шинжлэх ухааны зөгнөлт
Хэшийн хэлснээр MIT-ийн оюутны загвар нь зөвхөн төсөл хэрэгжүүлэх боломжийг харуулдаг. Гэхдээ энэ нь үнэндээ маш их шинжлэх ухааны уран зөгнөлт юм. Төсөлхайлуулах техникийн ноцтой асуудлууд шийдэгдсэн гэж үзэж байна. Гэвч орчин үеийн шинжлэх ухаан тэдгээрийг хэрхэн шийдвэрлэх талаар ямар ч ойлголтгүй байна.
Тийм асуудлын нэг бол эвхэгддэг ороомгийн тухай санаа юм. MIT загварын загварт плазмыг барьж буй цагираг дотор орохын тулд цахилгаан соронзонг задалж болно.
Дотоод систем дэх объектуудад хандаж, тэдгээрийг солих боломжтой тул энэ нь маш хэрэгтэй байх болно. Гэвч бодит байдал дээр хэт дамжуулагч нь керамик материалаар хийгдсэн байдаг. Тэдгээрийн олон зуун нь нарийн төвөгтэй байдлаар хоорондоо уялдаа холбоотой байж, зөв соронзон орон бий болно. Эндээс илүү үндсэн бэрхшээлүүд байдаг: тэдгээрийн хоорондох холболтууд нь зэс кабелийн холболттой адил хялбар биш юм. Ийм асуудлыг шийдвэрлэхэд туслах үзэл баримтлалыг хэн ч бодоогүй байна.
Хэт халуун
Өндөр температур нь бас асуудал юм. Холимог плазмын цөмд температур 150 сая орчим хэмд хүрнэ. Энэ хэт халуун нь ионжуулсан хийн яг төвд хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч түүний эргэн тойронд ч гэсэн маш халуун хэвээр байна - реакторын бүсэд 500-аас 700 градус хүртэл байдаг бөгөөд энэ нь металл хоолойн дотоод давхаргад цөмийн хайлалтыг бий болгоход шаардлагатай тритиум "үржих" болно
Гүйлтийн реакторт бүр ч том асуудал тулгардаг бөгөөд энэ нь хүч гаргах гэж нэрлэгддэг. Энэ бол хайлуулах процессоос ашигласан түлш, гол төлөв гелийг хүлээн авдаг системийн хэсэг юм. Эхлээдхалуун хий орох металл бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг "дивертор" гэж нэрлэдэг. Энэ нь 2000 хэмээс дээш халах боломжтой.
Диваторын асуудал
Үйлдвэрийг эдгээр температурыг тэсвэрлэхийн тулд инженерүүд хуучирсан улайсдаг гэрлийн чийдэнг ашигладаг металл вольфрамыг ашиглахыг оролдож байна. Гянт болд хайлах цэг нь ойролцоогоор 3000 градус байна. Гэхдээ өөр хязгаарлалтууд бас бий.
ITER-д халаалт байнга гардаггүй тул үүнийг хийж болно. Реактор нь зөвхөн 1-3% л ажиллана гэж таамаглаж байна. Гэхдээ энэ нь 24/7 ажиллах шаардлагатай цахилгаан станцын хувьд сонголт биш юм. Хэрэв хэн нэгэн нь ITER-тэй ижил хүчин чадалтай жижиг реактор барьж чадна гэж мэдэгдвэл түүнд диверторын асуудлыг шийдэх шийдэл байхгүй гэж хэлж болно.
Хэдэн арван жилийн дараа цахилгаан станц
Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд термоядролын реакторын бүтээн байгуулалтыг өөдрөгөөр харж байгаа ч энэ нь зарим сонирхогчдын таамаглаж байгаа шиг хурдан биш байх болно.
ITER нь хяналттай хайлуулах нь плазмыг халаахад зарцуулж байгаагаас илүү их энерги гаргаж чаддаг гэдгийг харуулах ёстой. Дараагийн алхам бол үнэхээр цахилгаан үйлдвэрлэдэг цоо шинэ эрлийз загвар цахилгаан станц барих явдал юм.
Инженерүүд зураг төсөл дээрээ аль хэдийн ажиллаж байна. Тэд 2023 онд нээлтээ хийх гэж буй ITER-ээс суралцах хэрэгтэй болно. Зураг төсөл боловсруулах, төлөвлөх, барихад шаардагдах цаг хугацааг харгалзан үзвэланхны хайлуулах цахилгаан станц 21-р зууны дунд үеэс хамаагүй эрт ашиглалтад орох нь юу л бол.
Rossi Cold Fusion
2014 онд E-Cat реакторын бие даасан туршилтаар уг төхөөрөмж 900 ваттын зарцуулалтаар 32 хоногийн хугацаанд дунджаар 2800 ваттын эрчим хүч үйлдвэрлэсэн гэж дүгнэсэн. Энэ нь ямар ч химийн урвалыг тусгаарлах чадвараас илүү юм. Үр дүн нь термоядролын нэгдлийн нээлт эсвэл шууд луйврын тухай ярьж байна. Энэхүү тайлан нь туршилт үнэхээр бие даасан эсэхэд эргэлзэж, шинжилгээний үр дүнг хуурамчаар үйлдэж болзошгүй гэсэн эргэлзээтэй хүмүүсийн урмыг хугалжээ. Бусад нь Россигийн нэгдэл нь технологийг хуулбарлах боломжийг олгодог "нууц орцуудыг" олохоор завгүй байсан.
Росси луйварчин мөн үү?
Андреа дарамталж байна. Тэрээр өөрийн цахим хуудаснаа "Цөмийн физикийн сэтгүүл" хэмээх дүр эсгэхийн тулд сэтгэгдлийн хэсэгт дэлхийд өвөрмөц англи хэлээр тунхаг бичгийг нийтэлдэг. Гэвч түүний өмнөх бүтэлгүй оролдлого нь Италийн хог хаягдлаас түлш үйлдвэрлэх төсөл болон дулааны цахилгаан үүсгүүрийг багтаасан юм. Хог хаягдлаас эрчим хүч гаргах “Петролдрагон” төсөл зарим талаараа бүтэлгүйтсэн нь хог хаягдлыг хууль бусаар асгах үйл ажиллагааг Италийн зохион байгуулалттай гэмт хэргийн бүлэглэлийн хяналтад байлгаж, хог хаягдлын менежментийн журам зөрчсөн хэргээр эрүүгийн хэрэг үүсгэсэн юм. Тэрээр мөн АНУ-ын армийн инженерүүдийн корпуст зориулж дулаан цахилгаан төхөөрөмж бүтээсэн боловч туршилтын явцад уг төхөөрөмж нь зарласан хүчин чадлын багахан хэсгийг л гаргаж чадсан.
Олон хүн Росси-д итгэдэггүй бөгөөд New Energy Times сонины ерөнхий редактор түүнийг ард нь бүтэлгүй эрчим хүчний төслүүдтэй гэмт хэрэгтэн гэж шулуухан хэлсэн.
Бие даасан баталгаажуулалт
Росси Америкийн Industrial Heat компанитай 1 МВт-ын хүчин чадалтай хүйтэн хайлуулах үйлдвэрт бүтэн жилийн турш нууц туршилт хийх гэрээ байгуулжээ. Уг төхөөрөмж нь олон арван электрон муураар савласан тээврийн чингэлэг байв. Туршилтыг дулааны үйлдвэрлэл үнэхээр явагдаж байгааг баталж чадах гуравдагч этгээд хянах ёстой байв. Росси E-Cat-ыг арилжааны хувьд ашиглах боломжтой гэдгийг нотлохын тулд өнгөрсөн жилийн ихэнх хугацаанд өдөрт 16-аас дээш цагийг саванд амьдарч, үйл ажиллагаанд хяналт тавихад зарцуулсан гэж мэдэгджээ.
Тест 3-р сард дууссан. Россигийн дэмжигчид ажиглагчдын тайланг тэсэн ядан хүлээж, баатараа цагаатгана гэж найдаж байв. Гэвч эцэст нь тэд шүүхэд хандсан.
Шүүх
Флоридагийн шүүхэд мэдүүлэг өгөхдөө Росси туршилт амжилттай болсон гэж мэдэгдсэн бөгөөд бие даасан арбитрч E-Cat реактор нь хэрэглэснээсээ зургаа дахин их эрчим хүч үйлдвэрлэдэг болохыг баталжээ. Тэрээр мөн Industrial Heat түүнд 24 цагийн туршилтын дараа 100 сая доллар буюу 11.5 сая долларыг урьдчилгаа (компани АНУ-д технологийг зарах лицензийн эрхийн төлөө байж магадгүй) болон сунгалт амжилттай дууссаны дараа дахин 89 сая доллар төлөхөөр тохиролцсон гэж мэдэгджээ. туршилт.350 хоногийн дотор. Росси IH-ийг "хууран мэхлэх схем" явуулсан гэж буруутгавҮүний зорилго нь түүний оюуны өмчийг хулгайлах явдал байв. Тэрээр мөн тус компанийг E-Cat реакторуудыг завшсан, шинэлэг технологи, бүтээгдэхүүн, ажиллагаа, дизайныг хууль бусаар хуулбарласан, оюуны өмчийнх нь патентыг урвуулан ашигласан гэж буруутгасан.
Алтны уурхай
Өөрийн нэг жагсаалдаа IH Хятадын дээд албан тушаалтнуудын оролцоотойгоор дахин тоглолт хийсний дараа хөрөнгө оруулагчдаас 50-60 сая доллар, Хятадаас 200 сая доллар авсан гэж Росси өөр газар мэдэгдэв. Хэрэв энэ үнэн бол зуу гаруй сая доллар эрсдэлд орно. Industrial Heat нь эдгээр мэдэгдлийг үндэслэлгүй гэж үгүйсгэж, өөрийгөө идэвхтэй хамгаалах болно. Хамгийн гол нь тэрээр "Россигийн E-Cat технологиор хүрсэн гэх үр дүнг батлахын тулд гурван жил гаруй ажилласан ч амжилт олоогүй" гэж тэр мэдэгджээ.
IH нь E-Cat-д итгэдэггүй бөгөөд New Energy Times үүнд эргэлзэх шалтгаан байхгүй гэж үзжээ. 2011 оны 6-р сард тус сэтгүүлийн төлөөлөгч Италид айлчилж, Росситэй ярилцлага хийж, түүний E-Cat-ийн үзүүлбэрийг хальсанд буулгажээ. Нэг өдрийн дараа тэрээр дулааны хүчийг хэмжих аргын талаар ноцтой санаа зовж байгаагаа мэдээлэв. 6 хоногийн дараа сэтгүүлч өөрийн бичлэгээ YouTube дээр нийтэлжээ. Дэлхийн өнцөг булан бүрээс мэргэжилтнүүд түүнд дүн шинжилгээ илгээж, 7-р сард хэвлэгдсэн. Энэ бол хуурамч зүйл байсан нь тодорхой болсон.
Туршилтын баталгаажуулалт
Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн судлаачид - Оросын Ардын найрамдлын их сургуулийн Александр Пархомов болон Мартин Флейшманы дурсгалын төслийн (MFPM) -Оросын хүйтэн термоядролын хайлалтыг дахин гаргаж чадсан. MFPM-ийн тайлан нь "Нүүрстөрөгчийн эриний төгсгөл ойртож байна" гэсэн гарчигтай. Ийм биширсэн шалтгаан нь термоядролын урвалаас өөрөөр тайлбарлах аргагүй гамма цацрагийн тэсрэлтийг нээсэн явдал байв. Судлаачдын үзэж байгаагаар Россид яг хэлсэн зүйл байгаа.
Хүйтэн хайлуулах боломжит нээлттэй жор нь алтны эрчим хүчийг өдөөж болно. Россигийн патентыг алгасаж, түүнийг олон тэрбум долларын эрчим хүчний бизнест оруулахгүй байх өөр аргуудыг олж болно.
Тиймээс Росси энэ баталгаажуулалтаас зайлсхийхийг илүүд үзэж магадгүй юм.
