Синтеза на фузија. проблеми фузија

Иновативни проекти со користење на современи суперпроводник во блиска иднина ќе им овозможи да ги извршуваат контролирана термонуклеарна фузија - така велат некои оптимисти. Сепак, експертите предвидуваат дека практичната примена ќе бидат потребни неколку децении.

Зошто е толку тешко?

Фузија енергија се смета за потенцијален извор на иднината енергија. Тоа е чиста енергија на атомот. Но, она што е и зошто е толку тешко да се постигне? За да започнете да се разберат разликите помеѓу класичната поделба на јадрото и нуклеарна фузија.

Поделбата на атомот е дека радиоактивни изотопи - ураниум или плутониум - се пропаднати и претворени во други високо радиоактивни изотопи, кои потоа мора да се одложат или да се рециклираат.

Термонуклеарна реакција на синтеза лежи во фактот дека двете изотопи на водород - деутериум и тритиум - се спојуваат во една единица, формирајќи само не-токсични хелиум и неутрони без производство на радиоактивен отпад.

контрола на проблемот

Реакциите кои се јавуваат на сонце или на хидрогенската бомба - синтеза на фузија, и инженери тешка задача - како да го контролира овој процес на производство на електрична енергија?

Тоа е она за кое научниците работат од 1960-тите. Уште една експериментална термонуклеарна реактор фузија наречен Wendelstein 7-X започна во северниот германски град Грајфсвалд. Сепак, тоа не е да се создаде реакција - тоа е само посебен дизајн кој се тестира (наместо stellarator tokamak).

високо-енергетски плазма

Сите термонуклеарна инсталации се заедничка карактеристика - форма на прстен. Таа се заснова на идејата за користење на моќни електромагнети за производство на силно електромагнетно поле има облик тор - надуени велосипед внатрешна цевка.

Ова електромагнетно поле треба да биде толку густа што, кога се загрева во микробранова печка на милиони степени Целзиусови, плазма треба да се појави во центарот на прстенот. Таа потоа се запали на фузија би можеле да почнат.

демонстрација на

Во Европа, во моментов се спроведува два слични експерименти. Еден од нив е Wendelstein 7-X, која неодамна генерирана својот прв плазма хелиум. Друга - ИТЕР - е огромен експериментални инсталација фузија во јужниот дел на Франција, која се уште е во изградба и ќе биде подготвен за лансирање во 2023 година.

Се очекува дека ИТЕР ќе биде вистински нуклеарни реакции, иако само за краток период на време и, секако, не подолго од 60 минути. Ова реактор е само еден од многуте чекори на патот за да се осигура дека во пракса, за извршување на фузија.

Фузија реактор: помали и помоќни

Неодамна, неколку дизајнери ги најави создавање на нов дизајн реактор. Според група на студенти од Масачусетс Институтот за технологија, како и претставници на компанијата - производител на оружје "Локхид Мартин", нуклеарна фузија може да се врши во објекти кои се многу помоќни и помал од ИТЕР, и тие се подготвени да го стори тоа за десет години.

Идејата за новиот дизајн е да се користи електромагнети на модерна висока температура суперпроводник, кои ги изложат своите својства кога се ладат со течен азот, наместо вообичаените, кои бараат течен хелиум. Нови, пофлексибилни технологија целосно ќе го промени дизајнот на реакторот.

Клаус хаш одговорни за технологија нуклеарна фузија на Технолошкиот институт на Карлсруе во југозападна Германија, е скептичен. Таа поддржува употребата на нови висока температура суперпроводник за нови дизајни реактор. Но, рече тој, да се развие нешто на компјутер, земајќи ги предвид законите на физиката не се доволни. Неопходно е да се земе во предвид предизвиците што се јавуваат во преведување идеи во практика.

научна фантастика

Според хаш, модел МИТ студентите покажува само на можноста за проектот. Но, всушност, има многу на научна фантастика. Проектот се претпоставува дека сериозни технички проблеми се решени фузија. Но, модерната наука нема идеја за тоа како да ги реши.

Еден таков проблем е идејата на демонтирачки серпентини. Со цел да се добие во внатрешноста на прстен, задржувањето на плазма во дизајн електромагнети МИТ-модел може да се расклопуваат.

Тоа ќе биде многу корисно, бидејќи тоа ќе биде можно да имаат пристап до објектите во внатрешниот систем и да ги заменат. Но, во реалноста суперпроводник направени од керамички материјал. Стотици од нив треба да бидат испреплетени софистициран начин, да формираат правилен магнетно поле. И таму е повеќе фундаментален проблем: врската меѓу нив не е толку едноставно како бакар кабел. Никој не е дури и не помислил концепти кои ќе им помогне да ги реши овие проблеми.

премногу топло

Топлина е исто така проблем. температура плазма фузија достигне околу 150 милиони Целзиусови степени. Оваа екстремна топлина останува во место - во центарот на јонизиран гас. Но, дури и околу него се уште е многу топло - 500-700 степени во јадрото на реакторот, внатрешниот слој е метална цевка, која ќе биде "репродуцираат" Тритиум потребни за случи нуклеарна фузија.

ИТЕР е уште поголем проблем - т.н. прашање на моќ. Овој дел од системот, кои се доставени од процесот синтеза на гориво, главно хелиум. првиот метал компонента, во кој паѓа топол гас, наречена "divertor". Тоа може да се загрева над 2000 ° C.

divertor проблем

За да растение може да издржи такви температури, инженерите се обидуваат да се користи метал волфрам, што се користи во старомоден блескаво светилки. волфрам температура на топење од околу 3000 степени. Но постојат и други ограничувања.

На ИТЕР тоа може да се направи, бидејќи тоа греење не се случува цело време. Се претпоставува дека на реакторот ќе работат само 1-3% од времето. Но, тоа не е опција за централата, што треба да работат врз основа на 24/7. И, ако некој тврди дека да се биде во можност да се изгради еден помал реактор со истата сила како ИТЕР, ние сигурно може да се каже дека тој нема проблеми решенија divertor.

Електраната во рок од неколку децении

Сепак, научниците се оптимисти во врска со развојот на реактори фузија, сепак, тоа нема да биде толку брз како некои предвидуваат ентузијасти.

ИТЕР е да покаже дека контролирана термонуклеарна фузија всушност може да се произведуваат повеќе енергија отколку што се троши на греење на плазма. Следниот чекор е изградба на целосно нов хибрид демонстрација фабрика, која всушност ќе произведуваат електрична енергија.

Инженери сега се работи на неговиот дизајн. Тие ќе треба да ги научат лекциите на ИТЕР, која е закажана за лансирање во 2023 Земајќи ги во предвид времето потребно за дизајн, планирање и изградба време, се чини неверојатно дека првата централа фузија ќе започне многу порано од средината на XXI век.

ладна фузија на Роси

Во 2014 година, независен тест реактор Е-Кат заклучи дека уредот за 32 дена просечно произведуваше моќност од 2800 W на потрошени 900 вати. Тоа е повеќе од способни да ги идентификуваат сите хемиски реакции. Резултатот сугерира или чекор напред во нуклеарната фузија или целосно измама. Во извештајот се разочарани скептиците кои се сомневаат дали тестот е навистина независни и предложи можно фалсификување на резултатите од тестот. Други, пак, се објаснување на "тајни состојки" кои им овозможуваат на фузија Роси да се репродуцира на оваа технологија.

Роси - дупката?

Андреа impozanten. Тој ги објавува проглас во светот на уникатен англиски јазик во делот за коментари на нивниот веб-сајт, претенциозно наречен "весник за нуклеарна физика". Но, неговите претходни неуспешни обиди вклучени италијанскиот проект конверзија отпад во гориво и термоелектричните генератор. Petroldragon, Проект за управување со отпад на изворот на енергија, не успеа делумно затоа што нелегалното отстранување на отпадот е контролирана од страна на италијанскиот организиран криминал, кој отвори кривична постапка против него за прекршување на прописите за отстранување на отпадот. Тој, исто така, создаде термоелектричната уред за корпус на инженери Армијата на САД, но додека за тестирање на gadget произведува само дел од декларираните капацитети.

Многу од нив не веруваат Русија и главен уредник на Нова енергија тајмс само го нарече криминалец, зад која серијата неуспешни рефлектори.

независна верификација

Роси потпиша договор со американската компанија Индустриски топлина да се спроведе годишно тестирање на класифицирани 1 мегавати инсталација на ладна фузија. Апаратот е превозот сад, кој се одликува со десетици Е-Кат. Експериментот мораше да се следи од страна на трети лица, кои ќе бидат во можност да се потврди дека навистина е случај на производство на топлина. Роси вели дека тој го помина поголемиот дел од минатата година, речиси живеат во сад, и го гледал на работите повеќе од 16 часа на ден за да се докаже на комерцијалната одржливост на е-Кат.

Тестот заврши во март. Поддржувачите на Роси очекуваме извештаите набљудувач, надевајќи се дека за да се оправда својот јунак. Но, на крајот добиле тужба.

судењето

Во својата изјава пред судот на Флорида Роси тврди дека тестот бил успешен и независен арбитер потврди дека реакторот за Е-Кат произведува шест пати повеќе енергија отколку што троши. Тој исто така тврдеше дека компанијата индустриска топлина се согласи да му плати 100 $ милиони - 11,5 милиони однапред по тест со 24-часовна (наводно за правата на лиценцирање на компанијата може да се продаде оваа технологија во Соединетите Американски Држави) и уште 89 милиони евра по успешното завршување на методите на во рок од 350 дена. Русија ја обвинува IH во спроведување на "лажни шема", чија цел била кражба на интелектуалната сопственост. Тој, исто така, ја обвини компанијата за проневера на реакторот Е-Мачка, нелегално копирање на иновативни технологии и производи, функции, како и структури и незаконски обид да се добие патент на својата интелектуална сопственост.

рудник

На друго место Роси тврди дека против позадина на една од неговите демонстрации компанијата IH добиени од инвеститорите од $ 50-60 милиони и 200 милиони евра од Кина, по игра со кинески официјални претставници на повисоко ниво. Ако ова е точно, во прашање е многу повеќе од сто милиони долари. Индустриски Топлина отфрли овие барања како неосновани и има намера активно да се брани. Уште поважно, вели таа, дека "за повеќе од три години работат на утврдување на резултатите, кои, наводно, Роси и неговиот Е-Кат-технологија, сите да не ги искористи."

IH не веруваат во ефикасноста на Е-САТ и нови енергетски тајмс списание не гледа причина да се сомневам во тоа. Во изданието на претставникот-ти јуни 2011 година престојуваше во Италија, Роси интервјуирани и снимен демонстрација на својата Е-Кат. По еден ден, изјави тој за сериозна загриженост околу начинот на мерење на топлинска енергија. По 6 денови, новинар испратени неговото видео на YouTube. Експерти од целиот свет го испрати анализи, кои беа објавени во јули. Тоа стана јасно дека тоа беше измама.

експериментална потврда

Сепак, голем број на истражувачи - Aleksandru Parhomovu на Пријателство Универзитетот во Русија народите и меморијата на проектот Мартина Fleyshmana (MFPM) - успеаја да се репродуцираат на ладна фузија Роси. MFPM извештај наречен "Крајот на ерата на јаглен е близу." Причината за ваквата восхит беше откривањето на гама зраци пукне, што не може да се објасни освен од реакцијата на фузија. Според истражувачите, од Русија е токму она што вели тој.

Остварлива рецепт отворено ладна фузија енергија може да предизвика "златната треска". алтернативни методи кои ќе го заобиколи патент на Русија и оставете го на страна на енергетскиот бизнис милијарди долари може да се најде.

Значи, можеби, Роси би преферирал да се избегне оваа потврда.