ఆధునిక సూపర్ కండక్టర్లను ఉపయోగించే వినూత్న ప్రాజెక్టులు నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ను అమలు చేయడం త్వరలో సాధ్యమవుతాయి, కొంతమంది ఆశావాదులు చెప్పినట్లు. నిపుణులు, అయితే, ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్ అనేక దశాబ్దాలు పడుతుంది అంచనా.
ఇంత కష్టం ఎందుకు?
ఫ్యూజన్ ఎనర్జీని సంభావ్య మూలంగా పరిగణిస్తారు, ఇది స్వచ్ఛమైన పరమాణు శక్తి. కానీ అది ఏమిటి మరియు ఎందుకు సాధించడం చాలా కష్టం? మొదట, మీరు క్లాసికల్ మరియు థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ మధ్య వ్యత్యాసాన్ని అర్థం చేసుకోవాలి.
పరమాణు విచ్ఛిత్తి అంటే రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లు - యురేనియం లేదా ప్లూటోనియం - విడిపోయి ఇతర అత్యంత రేడియోధార్మిక ఐసోటోప్‌లుగా మార్చబడతాయి, వీటిని తప్పనిసరిగా పారవేయాలి లేదా రీసైకిల్ చేయాలి.
ఫ్యూజన్ హైడ్రోజన్ యొక్క రెండు ఐసోటోపులను కలిగి ఉంటుంది - డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం - రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలను ఉత్పత్తి చేయకుండా, నాన్-టాక్సిక్ హీలియం మరియు ఒకే న్యూట్రాన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.
నియంత్రణ సమస్య
సూర్యునిలో లేదా హైడ్రోజన్ బాంబులో సంభవించే ప్రతిచర్యలు థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్, మరియు ఇంజనీర్లు భారీ పనిని ఎదుర్కొంటున్నారు - పవర్ ప్లాంట్‌లో ఈ ప్రక్రియను ఎలా నియంత్రించాలి?
1960ల నుంచి శాస్త్రవేత్తలు కృషి చేస్తున్న విషయం ఇది. వెండెల్‌స్టెయిన్ 7-X అని పిలువబడే మరొక ప్రయోగాత్మక థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ రియాక్టర్ ఉత్తర జర్మన్ నగరం గ్రీఫ్స్‌వాల్డ్‌లో పనిచేయడం ప్రారంభించింది. ఇది ఇంకా ప్రతిచర్యను రూపొందించడానికి ఉద్దేశించబడలేదు - ఇది పరీక్షించబడుతున్న ప్రత్యేక డిజైన్ (టోకామాక్‌కు బదులుగా స్టెలరేటర్).
అధిక శక్తి ప్లాస్మా
అన్ని థర్మోన్యూక్లియర్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు ఒక సాధారణ లక్షణాన్ని కలిగి ఉంటాయి - రింగ్-ఆకార ఆకారం. ఇది టోరస్ ఆకారంలో బలమైన విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రాన్ని సృష్టించడానికి శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంతాలను ఉపయోగించాలనే ఆలోచనపై ఆధారపడి ఉంటుంది - ఒక పెంచిన సైకిల్ లోపలి ట్యూబ్.
ఈ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం చాలా దట్టంగా ఉండాలి, దానిని మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌లో ఒక మిలియన్ డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు వేడి చేసినప్పుడు, ప్లాస్మా రింగ్ మధ్యలో కనిపిస్తుంది. అణు సంయోగం ప్రారంభమయ్యేలా అది మండించబడుతుంది.
సామర్థ్యాల ప్రదర్శన
ప్రస్తుతం యూరప్‌లో ఇలాంటి రెండు ప్రయోగాలు జరుగుతున్నాయి. వాటిలో ఒకటి వెండెల్‌స్టెయిన్ 7-X, ఇది ఇటీవలే మొదటి హీలియం ప్లాస్మాను ఉత్పత్తి చేసింది. మరొకటి ITER, ఇది ఫ్రాన్స్‌కు దక్షిణాన ఉన్న భారీ ఫ్యూజన్ ప్రయోగాత్మక సౌకర్యం, ఇది ఇప్పటికీ నిర్మాణంలో ఉంది మరియు 2023లో ప్రారంభించడానికి సిద్ధంగా ఉంటుంది.
ITER వద్ద నిజమైన అణు ప్రతిచర్యలు జరుగుతాయని భావించబడుతోంది, అయితే స్వల్ప కాలానికి మాత్రమే మరియు ఖచ్చితంగా 60 నిమిషాల కంటే ఎక్కువ కాదు. ఈ రియాక్టర్ అణు సంలీనాన్ని ఆచరణాత్మకంగా చేసే అనేక దశల్లో ఒకటి.
ఫ్యూజన్ రియాక్టర్: చిన్నది మరియు మరింత శక్తివంతమైనది
ఇటీవల, పలువురు డిజైనర్లు కొత్త రియాక్టర్ డిజైన్‌ను ప్రకటించారు. మసాచుసెట్స్ ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీకి చెందిన విద్యార్థుల బృందం, అలాగే ఆయుధాల తయారీదారు లాక్‌హీడ్ మార్టిన్ ప్రతినిధుల ప్రకారం, అణు కలయిక ITER కంటే చాలా శక్తివంతమైన మరియు చిన్న సౌకర్యాలలో సాధించవచ్చు మరియు వారు దానిని పదిలోపు చేయడానికి సిద్ధంగా ఉన్నారు. సంవత్సరాలు.
కొత్త డిజైన్ యొక్క ఆలోచన ఏమిటంటే, విద్యుదయస్కాంతాలలో ఆధునిక అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్లను ఉపయోగించడం, ఇవి సాంప్రదాయిక వాటి కంటే ద్రవ నత్రజనితో చల్లబడినప్పుడు వాటి లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తాయి, దీనికి కొత్త, మరింత సౌకర్యవంతమైన సాంకేతికత అవసరం, ఇది డిజైన్‌ను పూర్తిగా మారుస్తుంది. రియాక్టర్.
నైరుతి జర్మనీలోని కార్ల్స్‌రూహె ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీలో టెక్నాలజీ ఇన్‌ఛార్జ్‌గా ఉన్న క్లాస్ హెస్చ్ అనుమానాస్పదంగా ఉన్నారు. ఇది కొత్త రియాక్టర్ డిజైన్ల కోసం కొత్త అధిక-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్ల వినియోగానికి మద్దతు ఇస్తుంది. కానీ, అతని ప్రకారం, భౌతిక శాస్త్ర నియమాలను పరిగణనలోకి తీసుకొని కంప్యూటర్‌లో ఏదైనా అభివృద్ధి చేయడం సరిపోదు. ఆలోచనను ఆచరణలో పెట్టేటప్పుడు ఎదురయ్యే సవాళ్లను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం.
వైజ్ఞానిక కల్పన
Hesch ప్రకారం, MIT విద్యార్థుల నమూనా ప్రాజెక్ట్ యొక్క సాధ్యాసాధ్యాలను మాత్రమే చూపుతుంది. కానీ నిజానికి ఇందులో సైన్స్ ఫిక్షన్ చాలా ఉంది. న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క తీవ్రమైన సాంకేతిక సమస్యలు పరిష్కరించబడినట్లు ప్రాజెక్ట్ ఊహిస్తుంది. కానీ వాటిని ఎలా పరిష్కరించాలో ఆధునిక విజ్ఞాన శాస్త్రానికి తెలియదు.
అటువంటి సమస్య ధ్వంసమయ్యే రీల్స్ యొక్క ఆలోచన. MIT డిజైన్‌లో, ప్లాస్మాను కలిగి ఉన్న రింగ్‌లోకి ప్రవేశించడానికి విద్యుదయస్కాంతాలను విడదీయవచ్చు.
అంతర్గత వ్యవస్థలోని వస్తువులను యాక్సెస్ చేయడం మరియు భర్తీ చేయడం సాధ్యమవుతుంది కాబట్టి ఇది చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది. కానీ వాస్తవానికి, సూపర్ కండక్టర్లను సిరామిక్ పదార్థంతో తయారు చేస్తారు. సరైన అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఏర్పరచడానికి వాటిని వందలాది అధునాతన మార్గంలో పెనవేసుకోవాలి. మరియు ఇక్కడ మరింత ప్రాథమిక కష్టం వస్తుంది: వాటి మధ్య కనెక్షన్లు రాగి కేబుల్స్ మధ్య కనెక్షన్ల వలె సులభం కాదు. అటువంటి సమస్యలను పరిష్కరించడంలో సహాయపడే భావనల గురించి ఎవరూ ఆలోచించలేదు.
చాలా వేడిగా ఉంది
అధిక ఉష్ణోగ్రత కూడా ఒక సమస్య. ఫ్యూజన్ ప్లాస్మా యొక్క ప్రధాన భాగంలో ఉష్ణోగ్రత 150 మిలియన్ డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు చేరుకుంటుంది. ఈ విపరీతమైన వేడి స్థానంలో ఉంటుంది - కుడి అయనీకరణ వాయువు మధ్యలో. కానీ దాని చుట్టూ కూడా ఇది చాలా వేడిగా ఉంది - రియాక్టర్ జోన్‌లో 500 నుండి 700 డిగ్రీల వరకు, ఇది లోహపు గొట్టం యొక్క లోపలి పొర, దీనిలో అణు కలయికకు అవసరమైన ట్రిటియం “పునరుత్పత్తి చేయబడుతుంది”.
దీనికి ఇంకా పెద్ద సమస్య ఉంది - పవర్ అవుట్‌పుట్ అని పిలవబడేది. ఉపయోగించిన ఇంధనం, ప్రధానంగా హీలియం, సంశ్లేషణ ప్రక్రియ నుండి వచ్చే వ్యవస్థలో ఇది భాగం. వేడి వాయువు ప్రవేశించే మొదటి లోహ భాగాలను "డైవర్టర్" అంటారు. ఇది 2000 °C వరకు వేడి చేయగలదు.
డైవర్టర్ సమస్య
యూనిట్ అటువంటి ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోవడంలో సహాయపడటానికి, ఇంజనీర్లు పాత-కాలపు ప్రకాశించే లైట్ బల్బులలో ఉపయోగించే మెటల్ టంగ్‌స్టన్‌ను ఉపయోగించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. టంగ్‌స్టన్ యొక్క ద్రవీభవన స్థానం దాదాపు 3000 డిగ్రీలు. కానీ ఇతర పరిమితులు ఉన్నాయి.
ఇది ITERలో చేయబడుతుంది, ఎందుకంటే తాపన నిరంతరం జరగదు. రియాక్టర్ 1-3% సమయం మాత్రమే పనిచేస్తుందని అంచనా. కానీ 24/7 పనిచేసే పవర్ ప్లాంట్‌కి ఇది ఒక ఎంపిక కాదు. మరియు, ఎవరైనా ITER వలె అదే శక్తితో ఒక చిన్న రియాక్టర్‌ను నిర్మించగలరని చెప్పినట్లయితే, డైవర్టర్ సమస్యకు వారి వద్ద పరిష్కారం లేదని చెప్పడం సురక్షితం.
కొన్ని దశాబ్దాల తర్వాత పవర్ ప్లాంట్
ఏది ఏమైనప్పటికీ, శాస్త్రవేత్తలు థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ల అభివృద్ధి గురించి ఆశాజనకంగా ఉన్నారు, అయితే ఇది కొంతమంది ఔత్సాహికులు ఊహించినంత వేగంగా ఉండదు.
నియంత్రిత ఫ్యూజన్ వాస్తవానికి ప్లాస్మాను వేడి చేయడం కంటే ఎక్కువ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగలదని ITER చూపించాలి. వాస్తవానికి విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే పూర్తిగా కొత్త హైబ్రిడ్ ప్రదర్శన పవర్ ప్లాంట్‌ను నిర్మించడం తదుపరి దశ.
ఇంజనీర్లు ఇప్పటికే దీని రూపకల్పనపై కసరత్తు చేస్తున్నారు. వారు 2023లో ప్రారంభించబోతున్న ITER నుండి పాఠాలు నేర్చుకోవాలి. డిజైన్, ప్లానింగ్ మరియు నిర్మాణానికి అవసరమైన సమయాన్ని బట్టి, మొదటి ఫ్యూజన్ పవర్ ప్లాంట్ 21వ శతాబ్దం మధ్యకాలం కంటే చాలా ముందుగానే ఆన్‌లైన్‌లోకి వచ్చే అవకాశం లేదు.
కోల్డ్ ఫ్యూజన్ రష్యా
2014లో, ఇ-క్యాట్ రియాక్టర్ యొక్క స్వతంత్ర పరీక్షలో పరికరం 900 వాట్లను వినియోగిస్తూ 32 రోజుల వ్యవధిలో సగటున 2,800 వాట్ల పవర్ అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేసిందని నిర్ధారించింది. ఇది ఏదైనా రసాయన ప్రతిచర్య విడుదల చేయగల దానికంటే ఎక్కువ. ఫలితం థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌లో పురోగతి లేదా పూర్తిగా మోసం గురించి మాట్లాడుతుంది. ఈ నివేదిక సందేహాస్పద వ్యక్తులను నిరాశపరిచింది, వారు సమీక్ష నిజంగా స్వతంత్రంగా ఉందా లేదా అని ప్రశ్నిస్తారు మరియు పరీక్ష ఫలితాలను తప్పుగా మార్చాలని సూచించారు. మరికొందరు సాంకేతికతను పునరావృతం చేయడానికి రోస్సీ యొక్క కలయికను ప్రారంభించే "రహస్య పదార్ధాలను" గుర్తించడం ప్రారంభించారు.
రోసీ మోసగాడా?
ఆండ్రియా ఆకట్టుకుంది. అతను తన వెబ్‌సైట్‌లోని వ్యాఖ్యల విభాగంలో జర్నల్ ఆఫ్ న్యూక్లియర్ ఫిజిక్స్ అని పిలిచే ప్రత్యేక ఆంగ్లంలో ప్రపంచానికి ప్రకటనలను జారీ చేశాడు. కానీ అతని మునుపటి విఫల ప్రయత్నాలలో ఇటాలియన్ వ్యర్థాల నుండి ఇంధనం కోసం ప్రాజెక్ట్ మరియు థర్మోఎలెక్ట్రిక్ జనరేటర్ ఉన్నాయి. పెట్రోల్డ్‌రాగన్, వేస్ట్-టు-ఎనర్జీ ప్రాజెక్ట్, పాక్షికంగా విఫలమైంది ఎందుకంటే అక్రమ వ్యర్థాల డంపింగ్ ఇటాలియన్ వ్యవస్థీకృత నేరాలచే నియంత్రించబడుతుంది, ఇది వ్యర్థ నిబంధనలను ఉల్లంఘించినందుకు దానిపై క్రిమినల్ అభియోగాలను మోపింది. అతను US ఆర్మీ కార్ప్స్ ఆఫ్ ఇంజనీర్స్ కోసం థర్మోఎలెక్ట్రిక్ పరికరాన్ని కూడా సృష్టించాడు, అయితే పరీక్ష సమయంలో గాడ్జెట్ పేర్కొన్న శక్తిలో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే ఉత్పత్తి చేసింది.
చాలా మంది రోసీని విశ్వసించరు మరియు న్యూ ఎనర్జీ టైమ్స్ యొక్క ఎడిటర్-ఇన్-చీఫ్ అతని వెనుక విజయవంతం కాని ఎనర్జీ ప్రాజెక్ట్‌ల శ్రేణితో నేరుగా అతన్ని నేరస్థుడిగా పిలిచారు.
స్వతంత్ర ధృవీకరణ
రోస్సీ 1-MW కోల్డ్ ఫ్యూజన్ ప్లాంట్‌కు సంబంధించి ఏడాదిపాటు రహస్య పరీక్షను నిర్వహించడానికి అమెరికన్ కంపెనీ ఇండస్ట్రియల్ హీట్‌తో ఒప్పందంపై సంతకం చేశాడు. పరికరం డజన్ల కొద్దీ E-క్యాట్‌లతో నిండిన షిప్పింగ్ కంటైనర్. ప్రయోగాన్ని మూడవ పక్షం పర్యవేక్షించవలసి ఉంటుంది, వారు నిజంగా వేడిని ఉత్పత్తి చేస్తున్నారని నిర్ధారించవచ్చు. E-క్యాట్ యొక్క వాణిజ్య సాధ్యతను నిరూపించడానికి గత సంవత్సరంలో ఎక్కువ భాగం ఆచరణాత్మకంగా కంటైనర్‌లో నివసిస్తున్నట్లు మరియు రోజుకు 16 గంటల కంటే ఎక్కువ కార్యకలాపాలను గమనించినట్లు రోస్సీ పేర్కొన్నాడు.
మార్చిలో పరీక్ష ముగిసింది. రోస్సీ మద్దతుదారులు తమ హీరోని నిర్దోషిగా విడుదల చేస్తారనే ఆశతో పరిశీలకుల నివేదిక కోసం ఆసక్తిగా ఎదురుచూశారు. కానీ వారు న్యాయపోరాటం చేయడం ముగించారు.
విచారణ
ఫ్లోరిడా కోర్టులో తన దాఖలులో, రోస్సీ పరీక్ష విజయవంతమైందని మరియు E-క్యాట్ రియాక్టర్ వినియోగించిన దానికంటే ఆరు రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని ఉత్పత్తి చేసిందని ఒక స్వతంత్ర మధ్యవర్తి ధృవీకరించాడు. ఇండస్ట్రియల్ హీట్ తనకు 24 గంటల ట్రయల్ తర్వాత US$100 మిలియన్ - US$11.5 మిలియన్లను ముందస్తుగా చెల్లించడానికి అంగీకరించిందని కూడా అతను పేర్కొన్నాడు (అనుకూలంగా లైసెన్స్ హక్కుల కోసం కంపెనీ USలో సాంకేతికతను విక్రయించవచ్చు) మరియు విజయవంతంగా పూర్తయిన తర్వాత మరో US$89 మిలియన్లు 350 రోజుల్లోపు విచారణను పొడిగించింది. IH తన మేధో సంపత్తిని దొంగిలించడానికి "మోసపూరిత పథకం" నడుపుతున్నట్లు రోస్సీ ఆరోపించారు. ఇ-క్యాట్ రియాక్టర్లను కంపెనీ దుర్వినియోగం చేసిందని, వినూత్న సాంకేతికతలు మరియు ఉత్పత్తులు, కార్యాచరణ మరియు డిజైన్‌లను చట్టవిరుద్ధంగా కాపీ చేసి, తన మేధో సంపత్తిపై పేటెంట్ పొందేందుకు అక్రమంగా ప్రయత్నించిందని కూడా ఆయన ఆరోపించారు.
బంగారు గని
మరొక చోట, రోస్సీ తన ప్రదర్శనలలో ఒకదానిలో, IH పెట్టుబడిదారుల నుండి $50-60 మిలియన్లు మరియు చైనా నుండి మరో $200 మిలియన్లను సీనియర్ చైనీస్ అధికారులతో కూడిన పునర్నిర్మాణం తర్వాత పొందిందని పేర్కొన్నాడు. ఇది నిజమైతే, వంద మిలియన్ డాలర్ల కంటే ఎక్కువ వాటా ఉంది. ఇండస్ట్రియల్ హీట్ ఈ క్లెయిమ్‌లను నిరాధారమైనదని తిరస్కరించింది మరియు తనను తాను బలంగా రక్షించుకోవాలని భావిస్తోంది. మరీ ముఖ్యంగా, ఆమె "రోస్సీ తన E-క్యాట్ సాంకేతికతతో సాధించిన ఆరోపణ ఫలితాలను నిర్ధారించడానికి మూడు సంవత్సరాలకు పైగా పనిచేశాను, విజయం సాధించలేదు."
E-క్యాట్ పని చేస్తుందని IH విశ్వసించలేదు మరియు న్యూ ఎనర్జీ టైమ్స్ అనుమానించడానికి ఎటువంటి కారణం లేదు. జూన్ 2011లో, ప్రచురణ ప్రతినిధి ఇటలీని సందర్శించారు, రోస్సీని ఇంటర్వ్యూ చేసి అతని E-క్యాట్ యొక్క ప్రదర్శనను చిత్రీకరించారు. ఒక రోజు తర్వాత, అతను థర్మల్ పవర్ కొలిచే విధానం గురించి తీవ్రమైన ఆందోళనలను నివేదించాడు. ఆరు రోజుల తర్వాత, జర్నలిస్ట్ తన వీడియోను యూట్యూబ్‌లో పోస్ట్ చేశాడు. ప్రపంచం నలుమూలల నుండి నిపుణులు జూలైలో ప్రచురించబడిన విశ్లేషణలను అతనికి పంపారు. ఇది మోసం అని తేలిపోయింది.
ప్రయోగాత్మక నిర్ధారణ
అయినప్పటికీ, అనేకమంది పరిశోధకులు - పీపుల్స్ ఫ్రెండ్‌షిప్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ రష్యా నుండి అలెగ్జాండర్ పార్ఖోమోవ్ మరియు మార్టిన్ ఫ్లీష్‌మాన్ మెమోరియల్ ప్రాజెక్ట్ (MFPM) - రోసీ యొక్క కోల్డ్ ఫ్యూజన్‌ను పునరుత్పత్తి చేయగలిగారు. MFPM నివేదిక "ది ఎండ్ ఆఫ్ ది కార్బన్ ఎరా ఈజ్ నియర్" అనే శీర్షికతో ఉంది. ఈ ప్రశంసకు కారణం థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ ద్వారా తప్ప వివరించలేని ఆవిష్కరణ. పరిశోధకుల అభిప్రాయం ప్రకారం, రోసీకి అతను చెప్పేది ఖచ్చితంగా ఉంది.
ఆచరణీయమైన, ఓపెన్-సోర్స్ కోల్డ్ ఫ్యూజన్ రెసిపీ ఎనర్జీ గోల్డ్ రష్‌ను రేకెత్తిస్తుంది. రోస్సీ యొక్క పేటెంట్లను తప్పించుకోవడానికి మరియు అతనిని బహుళ-బిలియన్ డాలర్ల ఇంధన వ్యాపారం నుండి దూరంగా ఉంచడానికి ప్రత్యామ్నాయ పద్ధతులను కనుగొనవచ్చు.
కాబట్టి బహుశా రోసీ ఈ నిర్ధారణను నివారించడానికి ఇష్టపడవచ్చు.
1. పరిచయం
3. థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ నియంత్రణ యొక్క సమస్యలు
3.1 ఆర్థిక సమస్యలు
3.2 వైద్య సమస్యలు
4. ముగింపు
5. సూచనలు
1. పరిచయం
నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సమస్య మానవాళి ఎదుర్కొంటున్న అత్యంత ముఖ్యమైన పనులలో ఒకటి.
శక్తి లేకుండా మానవ నాగరికత ఉనికిలో ఉండదు, చాలా తక్కువ అభివృద్ధి చెందుతుంది. అభివృద్ధి చెందిన శక్తి వనరులు, దురదృష్టవశాత్తు, త్వరలో క్షీణించవచ్చని అందరూ బాగా అర్థం చేసుకున్నారు. వరల్డ్ ఎనర్జీ కౌన్సిల్ ప్రకారం, భూమిపై 30 సంవత్సరాల నిరూపితమైన హైడ్రోకార్బన్ ఇంధన నిల్వలు మిగిలి ఉన్నాయి.
నేడు ఇంధనం యొక్క ప్రధాన వనరులు చమురు, గ్యాస్ మరియు బొగ్గు.
నిపుణుల అభిప్రాయం ప్రకారం, ఈ ఖనిజాల నిల్వలు అయిపోతున్నాయి. అన్వేషించబడిన, దోపిడీ చేయదగిన చమురు క్షేత్రాలు దాదాపు ఏవీ మిగిలి లేవు మరియు మన మనుమలు ఇప్పటికే చాలా తీవ్రమైన శక్తి కొరత సమస్యను ఎదుర్కోవచ్చు.
అత్యంత ఇంధనంతో కూడిన అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లు వందల సంవత్సరాల పాటు మానవాళికి విద్యుత్తును సరఫరా చేయగలవు.
అధ్యయనం యొక్క వస్తువు: నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క సమస్యలు.
అధ్యయనం విషయం: థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్.
అధ్యయనం యొక్క ఉద్దేశ్యం: థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ నియంత్రణ సమస్యను పరిష్కరించండి;
పరిశోధన లక్ష్యాలు:
· థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యల రకాలను అధ్యయనం చేయండి.
· ఒక వ్యక్తికి థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్య సమయంలో విడుదలయ్యే శక్తిని తెలియజేయడానికి సాధ్యమయ్యే అన్ని ఎంపికలను పరిగణించండి.
· శక్తిని విద్యుత్తుగా మార్చడం గురించి ఒక సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించండి.
నేపథ్య వాస్తవం:
అణు కేంద్రకాల క్షయం లేదా కలయిక సమయంలో అణు శక్తి విడుదల అవుతుంది. ఏదైనా శక్తి - భౌతిక, రసాయన లేదా అణుశక్తి - పనిని నిర్వహించడం, వేడి లేదా రేడియేషన్‌ను విడుదల చేయగల సామర్థ్యం ద్వారా వ్యక్తమవుతుంది. ఏదైనా వ్యవస్థలో శక్తి ఎల్లప్పుడూ సంరక్షించబడుతుంది, కానీ అది మరొక వ్యవస్థకు బదిలీ చేయబడుతుంది లేదా రూపంలో మార్చబడుతుంది.
అచీవ్మెంట్నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క పరిస్థితులు అనేక ప్రధాన సమస్యల ద్వారా దెబ్బతింటున్నాయి:
· ముందుగా, మీరు వాయువును చాలా అధిక ఉష్ణోగ్రతకు వేడి చేయాలి.
· రెండవది, తగినంత కాలం పాటు స్పందించే కేంద్రకాల సంఖ్యను నియంత్రించడం అవసరం.
· మూడవదిగా, వాయువు యొక్క సాంద్రతను వేడి చేయడానికి మరియు పరిమితం చేయడానికి ఖర్చు చేసిన దాని కంటే విడుదల చేయబడిన శక్తి మొత్తం ఎక్కువగా ఉండాలి.
· తదుపరి సమస్య ఈ శక్తిని నిల్వ చేయడం మరియు దానిని విద్యుత్తుగా మార్చడం
2. సూర్యునిపై థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు
సౌరశక్తికి మూలం ఏది? అపారమైన శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే ప్రక్రియల స్వభావం ఏమిటి? ఎంతకాలం సూర్యుడు ప్రకాశిస్తూనే ఉంటాడు?
భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు శక్తి పరిరక్షణ నియమాన్ని రూపొందించిన తర్వాత, 19వ శతాబ్దం మధ్యలో ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రశ్నలకు సమాధానమివ్వడానికి మొదటి ప్రయత్నాలు చేశారు.
రాబర్ట్ మేయర్ ఉల్కలు మరియు ఉల్క కణాల ద్వారా ఉపరితలంపై నిరంతరం బాంబు దాడి చేయడం వల్ల సూర్యుడు ప్రకాశిస్తుందని సూచించాడు. ఈ పరికల్పన తిరస్కరించబడింది, ఎందుకంటే ప్రస్తుత స్థాయిలో సూర్యుని ప్రకాశాన్ని కొనసాగించడానికి, ప్రతి సెకనుకు 2∙10 15 కిలోల ఉల్క పదార్థం దానిపై పడటం అవసరం అని ఒక సాధారణ గణన చూపిస్తుంది. ఒక సంవత్సరం వ్యవధిలో ఇది 6∙10 22 కిలోలు, మరియు సూర్యుని జీవితకాలంలో, 5 బిలియన్ సంవత్సరాలలో - 3∙10 32 కిలోలు. సూర్యుని ద్రవ్యరాశి M = 2∙10 30 కిలోలు, కాబట్టి, ఐదు బిలియన్ సంవత్సరాలలో, సూర్యుని ద్రవ్యరాశి కంటే 150 రెట్లు ఎక్కువ పదార్థం సూర్యునిపై పడాలి.
రెండవ పరికల్పనను హెల్మ్‌హోల్ట్జ్ మరియు కెల్విన్ 19వ శతాబ్దం మధ్యలో కూడా వ్యక్తం చేశారు. సంవత్సరానికి 60-70 మీటర్ల కుదింపు కారణంగా సూర్యుడు ప్రకాశిస్తుందని వారు సూచించారు. సంపీడనానికి కారణం సౌర కణాల పరస్పర ఆకర్షణ, అందుకే ఈ పరికల్పనను సంకోచం అంటారు. ఈ పరికల్పన ప్రకారం మనం ఒక గణన చేస్తే, సూర్యుని వయస్సు 20 మిలియన్ సంవత్సరాల కంటే ఎక్కువ ఉండదు, ఇది భూమి యొక్క నేల మరియు నేల యొక్క భౌగోళిక నమూనాలలో మూలకాల యొక్క రేడియోధార్మిక క్షయం యొక్క విశ్లేషణ నుండి పొందిన ఆధునిక డేటాకు విరుద్ధంగా ఉంటుంది. చంద్రుడు.
ఇరవయ్యవ శతాబ్దం ప్రారంభంలో జేమ్స్ జీన్స్ చేత సౌర శక్తి యొక్క సాధ్యమైన మూలాల గురించి మూడవ పరికల్పన వ్యక్తీకరించబడింది. సూర్యుని లోతుల్లో భారీ రేడియో ధార్మిక మూలకాలు ఆకస్మికంగా క్షీణించి శక్తిని విడుదల చేయవచ్చని ఆయన సూచించారు. ఉదాహరణకు, యురేనియం థోరియం మరియు సీసంలోకి మారడం శక్తి విడుదలతో కూడి ఉంటుంది. ఈ పరికల్పన యొక్క తదుపరి విశ్లేషణ కూడా దాని అస్థిరతను చూపించింది; యురేనియం మాత్రమే ఉన్న నక్షత్రం సూర్యుని యొక్క గమనించిన ప్రకాశాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి తగినంత శక్తిని విడుదల చేయదు. అదనంగా, మన నక్షత్రం కంటే చాలా రెట్లు ఎక్కువ ప్రకాశం ఉన్న నక్షత్రాలు ఉన్నాయి. ఆ నక్షత్రాలు రేడియోధార్మిక పదార్థాల పెద్ద నిల్వలను కూడా కలిగి ఉండే అవకాశం లేదు.
నక్షత్రాల ప్రేగులలో అణు ప్రతిచర్యల ఫలితంగా మూలకాల సంశ్లేషణ యొక్క పరికల్పన అత్యంత సంభావ్య పరికల్పనగా మారింది.
1935లో, హన్స్ బెతే సౌరశక్తికి మూలం హైడ్రోజన్‌ను హీలియంగా మార్చే థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ అని ఊహించాడు. అందుకే 1967లో బెతేకు నోబెల్ బహుమతి లభించింది.
సూర్యుని రసాయన కూర్పు చాలా ఇతర నక్షత్రాల మాదిరిగానే ఉంటుంది. దాదాపు 75% హైడ్రోజన్, 25% హీలియం మరియు 1% కంటే తక్కువ అన్ని ఇతర రసాయన మూలకాలు (ప్రధానంగా కార్బన్, ఆక్సిజన్, నైట్రోజన్ మొదలైనవి). విశ్వం పుట్టిన వెంటనే, "భారీ" అంశాలు ఏవీ లేవు. అవన్నీ, అనగా. హీలియం కంటే బరువైన మూలకాలు మరియు అనేక ఆల్ఫా కణాలు కూడా థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సమయంలో నక్షత్రాలలో హైడ్రోజన్ యొక్క "దహనం" సమయంలో ఏర్పడ్డాయి. సూర్యుని వంటి నక్షత్రం యొక్క లక్షణం జీవితకాలం పది బిలియన్ సంవత్సరాలు.
శక్తి యొక్క ప్రధాన మూలం ప్రోటాన్-ప్రోటాన్ చక్రం - చాలా నెమ్మదిగా ప్రతిచర్య (లక్షణ సమయం 7.9∙10 9 సంవత్సరాలు), ఎందుకంటే ఇది బలహీనమైన పరస్పర చర్య కారణంగా ఉంటుంది. దీని సారాంశం ఏమిటంటే నాలుగు ప్రోటాన్లు హీలియం న్యూక్లియస్‌ను ఏర్పరుస్తాయి. ఈ సందర్భంలో, ఒక జత పాజిట్రాన్‌లు మరియు ఒక జత న్యూట్రినోలు విడుదలవుతాయి, అలాగే 26.7 MeV శక్తి విడుదల అవుతుంది. సూర్యుడు సెకనుకు విడుదల చేసే న్యూట్రినోల సంఖ్య సూర్యుని ప్రకాశం ద్వారా మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుంది. 26.7 MeV విడుదలైనప్పుడు 2 న్యూట్రినోలు పుడతాయి కాబట్టి, న్యూట్రినో ఉద్గార రేటు: 1.8∙10 38 న్యూట్రినోలు/s. ఈ సిద్ధాంతానికి ప్రత్యక్ష పరీక్ష సోలార్ న్యూట్రినోల పరిశీలన. హై-ఎనర్జీ (బోరాన్) న్యూట్రినోలు క్లోరిన్-ఆర్గాన్ ప్రయోగాలలో (డేవిస్ ప్రయోగాలు) కనుగొనబడ్డాయి మరియు సూర్యుని యొక్క ప్రామాణిక నమూనా యొక్క సైద్ధాంతిక విలువతో పోలిస్తే స్థిరంగా న్యూట్రినోల కొరతను చూపుతాయి. pp ప్రతిచర్యలో నేరుగా ఉత్పన్నమయ్యే తక్కువ-శక్తి న్యూట్రినోలు గాలియం-జెర్మానియం ప్రయోగాలలో నమోదు చేయబడ్డాయి (గ్రాన్ సాస్సో (ఇటలీ - జర్మనీ)లో GALLEX మరియు బక్సాన్‌లోని SAGE (రష్యా - USA)); వారు కూడా "తప్పిపోయారు".
కొన్ని అంచనాల ప్రకారం, న్యూట్రినోలు సున్నాకి భిన్నంగా మిగిలిన ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉంటే, వివిధ రకాల న్యూట్రినోల డోలనాలు (రూపాంతరాలు) సాధ్యమవుతాయి (మిఖీవ్ - స్మిర్నోవ్ - వుల్ఫెన్‌స్టెయిన్ ప్రభావం) (మూడు రకాల న్యూట్రినోలు ఉన్నాయి: ఎలక్ట్రాన్, మ్యూవాన్ మరియు టౌన్ న్యూట్రినోలు) . ఎందుకంటే ఇతర న్యూట్రినోలు ఎలక్ట్రాన్ల కంటే పదార్థంతో పరస్పర చర్య కోసం చాలా చిన్న క్రాస్ సెక్షన్‌లను కలిగి ఉన్నందున, ఖగోళ శాస్త్ర డేటా యొక్క మొత్తం సెట్ ఆధారంగా నిర్మించబడిన సూర్యుని యొక్క ప్రామాణిక నమూనాను మార్చకుండా గమనించిన లోటును వివరించవచ్చు.
ప్రతి సెకను, సూర్యుడు దాదాపు 600 మిలియన్ టన్నుల హైడ్రోజన్‌ను ప్రాసెస్ చేస్తాడు. అణు ఇంధన నిల్వలు మరో ఐదు బిలియన్ సంవత్సరాల పాటు కొనసాగుతాయి, ఆ తర్వాత అది క్రమంగా తెల్ల మరగుజ్జుగా మారుతుంది.
సూర్యుని యొక్క కేంద్ర భాగాలు సంకోచించబడతాయి, వేడెక్కుతాయి మరియు బయటి షెల్‌కు బదిలీ చేయబడిన వేడి ఆధునిక వాటితో పోలిస్తే భయంకరమైన పరిమాణాలకు దాని విస్తరణకు దారి తీస్తుంది: సూర్యుడు చాలా విస్తరిస్తుంది, అది మెర్క్యురీ, శుక్రుడిని గ్రహిస్తుంది మరియు తినేస్తుంది. ఇంధనం” ప్రస్తుతం కంటే వంద రెట్లు వేగంగా. ఇది సూర్యుని పరిమాణంలో పెరుగుదలకు దారి తీస్తుంది; మన నక్షత్రం ఎర్రటి దిగ్గజం అవుతుంది, దీని పరిమాణం భూమి నుండి సూర్యుడికి దూరంతో పోల్చవచ్చు!
కొత్త దశకు మారడానికి సుమారు 100-200 మిలియన్ సంవత్సరాల సమయం పడుతుంది కాబట్టి, అటువంటి సంఘటన గురించి మేము ముందుగానే తెలుసుకుంటాము. సూర్యుని యొక్క కేంద్ర భాగం యొక్క ఉష్ణోగ్రత 100,000,000 K చేరుకున్నప్పుడు, హీలియం బర్న్ చేయడం ప్రారంభమవుతుంది, భారీ మూలకాలుగా మారుతుంది మరియు సూర్యుడు కుదింపు మరియు విస్తరణ యొక్క సంక్లిష్ట చక్రాల దశలోకి ప్రవేశిస్తుంది. చివరి దశలో, మన నక్షత్రం దాని బయటి కవచాన్ని కోల్పోతుంది, సెంట్రల్ కోర్ భూమి వలె చాలా ఎక్కువ సాంద్రత మరియు పరిమాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మరికొన్ని బిలియన్ సంవత్సరాలు గడిచిపోతాయి, మరియు సూర్యుడు చల్లబరుస్తుంది, తెల్ల మరగుజ్జుగా మారుతుంది.
3. నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క సమస్యలు
అన్ని అభివృద్ధి చెందిన దేశాల పరిశోధకులు నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్‌పై రాబోయే శక్తి సంక్షోభాన్ని అధిగమించడంపై తమ ఆశలు పెట్టుకున్నారు. అటువంటి ప్రతిచర్య - డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం నుండి హీలియం సంశ్లేషణ - మిలియన్ల సంవత్సరాలుగా సూర్యునిపై జరుగుతోంది, మరియు భూసంబంధమైన పరిస్థితులలో వారు ఇప్పుడు యాభై సంవత్సరాలుగా భారీ మరియు చాలా ఖరీదైన లేజర్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో, టోకామాక్స్‌లో దీనిని నిర్వహించడానికి ప్రయత్నిస్తున్నారు. (వేడి ప్లాస్మాలో థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ రియాక్షన్‌లను నిర్వహించే పరికరం) మరియు స్టెలరేటర్లు (అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్లాస్మాను పరిమితం చేయడానికి మూసివున్న అయస్కాంత ట్రాప్). అయినప్పటికీ, ఈ క్లిష్ట సమస్యను పరిష్కరించడానికి ఇతర మార్గాలు ఉన్నాయి మరియు భారీ టోకామాక్‌లకు బదులుగా, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్‌ను నిర్వహించడానికి చాలా కాంపాక్ట్ మరియు చవకైన కొలైడర్‌ను - ఢీకొనే బీమ్ యాక్సిలరేటర్‌ని ఉపయోగించడం సాధ్యమవుతుంది.
Tokamak ఆపరేట్ చేయడానికి చాలా తక్కువ మొత్తంలో లిథియం మరియు డ్యూటెరియం అవసరం. ఉదాహరణకు, 1 GW విద్యుత్ శక్తి కలిగిన రియాక్టర్ సంవత్సరానికి 100 కిలోల డ్యూటెరియం మరియు 300 కిలోల లిథియంను కాల్చేస్తుంది. అన్ని ఫ్యూజన్ పవర్ ప్లాంట్లు 10 ట్రిలియన్లను ఉత్పత్తి చేస్తాయని మనం ఊహిస్తే. సంవత్సరానికి kWh విద్యుత్, అంటే, ఈ రోజు భూమి యొక్క అన్ని పవర్ ప్లాంట్లు ఉత్పత్తి చేసే అదే మొత్తం, అప్పుడు ప్రపంచంలోని డ్యూటెరియం మరియు లిథియం నిల్వలు అనేక మిలియన్ల సంవత్సరాలు మానవాళికి శక్తిని అందించడానికి సరిపోతాయి.
డ్యూటీరియం మరియు లిథియం కలయికతో పాటు, రెండు డ్యూటెరియం పరమాణువులు కలిస్తే పూర్తిగా సౌర సంలీనం సాధ్యమవుతుంది. ఈ ప్రతిచర్యను స్వావలంబన చేస్తే, శక్తి సమస్యలు వెంటనే మరియు ఎప్పటికీ పరిష్కరించబడతాయి.
నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ (CTF) యొక్క తెలిసిన వేరియంట్‌లలో, థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యలు శక్తిలో అనియంత్రిత పెరుగుదల మోడ్‌లోకి ప్రవేశించలేవు, కాబట్టి, అటువంటి రియాక్టర్‌లు అంతర్లీనంగా సురక్షితంగా ఉండవు.
భౌతిక దృక్కోణం నుండి, సమస్య సరళంగా రూపొందించబడింది. స్వయం-స్థిరమైన న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యను నిర్వహించడానికి, రెండు షరతులను తీర్చడం అవసరం మరియు సరిపోతుంది.
1. ప్రతిచర్యలో పాల్గొన్న కేంద్రకాల శక్తి కనీసం 10 కెవి ఉండాలి. న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సంభవించడానికి, ప్రతిచర్యలో పాల్గొనే కేంద్రకాలు తప్పనిసరిగా అణు శక్తుల రంగంలోకి వస్తాయి, దీని వ్యాసార్థం 10-12-10-13 సెం.మీ. అయినప్పటికీ, పరమాణు కేంద్రకాలు సానుకూల విద్యుత్ చార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి మరియు చార్జీలు తిప్పికొడతాయి. అణు శక్తుల చర్య యొక్క సరిహద్దు వద్ద, కూలంబ్ వికర్షణ శక్తి 10 keV క్రమంలో ఉంటుంది. ఈ అవరోధాన్ని అధిగమించడానికి, ఢీకొన్న కేంద్రకాలు కనీసం ఈ విలువ కంటే తక్కువ కాకుండా గతి శక్తిని కలిగి ఉండాలి.
2. ప్రతిస్పందించే కేంద్రకాల యొక్క ఏకాగ్రత యొక్క ఉత్పత్తి మరియు అవి పేర్కొన్న శక్తిని నిలుపుకునే సమయంలో నిలుపుదల సమయం కనీసం 1014 s.cm-3 ఉండాలి. ఈ పరిస్థితి - అని పిలవబడే లాసన్ ప్రమాణం - ప్రతిచర్య యొక్క శక్తివంతమైన ప్రయోజనం యొక్క పరిమితిని నిర్ణయిస్తుంది. ఫ్యూజన్ రియాక్షన్‌లో విడుదలయ్యే శక్తి కనీసం ప్రతిచర్యను ప్రారంభించే శక్తి ఖర్చులను కవర్ చేయడానికి, పరమాణు కేంద్రకాలు అనేక ఘర్షణలకు లోనవాలి. డ్యూటెరియం (D) మరియు ట్రిటియం (T) మధ్య సంలీన ప్రతిచర్య సంభవించే ప్రతి తాకిడిలో, 17.6 MeV శక్తి విడుదల అవుతుంది, అంటే సుమారు 3.10-12 J. ఉదాహరణకు, 10 MJ శక్తిని జ్వలనపై ఖర్చు చేస్తే, అప్పుడు కనీసం 3.1018 D-T జతలు ఇందులో పాల్గొంటే ప్రతిచర్య లాభదాయకం కాదు. మరియు దీని కోసం, చాలా దట్టమైన అధిక-శక్తి ప్లాస్మాను రియాక్టర్లో చాలా కాలం పాటు ఉంచాలి. ఈ పరిస్థితి లాసన్ ప్రమాణం ద్వారా వ్యక్తీకరించబడింది.
రెండు అవసరాలు ఏకకాలంలో తీర్చగలిగితే, నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ సమస్య పరిష్కరించబడుతుంది.
అయితే, ఈ భౌతిక సమస్య యొక్క సాంకేతిక అమలు అపారమైన ఇబ్బందులను ఎదుర్కొంటుంది. అన్నింటికంటే, 10 కెవి శక్తి 100 మిలియన్ డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత. ఈ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక పదార్ధం సెకనులో కొంత భాగాన్ని మాత్రమే వాక్యూమ్‌లో ఉంచవచ్చు, దానిని ఇన్‌స్టాలేషన్ గోడల నుండి వేరు చేస్తుంది.
కానీ ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి మరొక పద్ధతి ఉంది - కోల్డ్ థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్. చల్లని థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ అంటే ఏమిటి? ఇది గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద జరిగే "హాట్" థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్షన్ యొక్క అనలాగ్.
ప్రకృతిలో, నిరంతరాయంగా ఒక కోణంలో పదార్థాన్ని మార్చడానికి కనీసం రెండు మార్గాలు ఉన్నాయి. మీరు నిప్పు మీద నీటిని మరిగించవచ్చు, అనగా. ఉష్ణంగా, లేదా మైక్రోవేవ్ ఓవెన్‌లో, అనగా. తరచుదనం. ఫలితం అదే - నీరు దిమ్మలు, ఒకే తేడా ఏమిటంటే ఫ్రీక్వెన్సీ పద్ధతి వేగంగా ఉంటుంది. పరమాణువు యొక్క కేంద్రకాన్ని విభజించడానికి అల్ట్రా-హై ఉష్ణోగ్రతలను సాధించడం కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. థర్మల్ పద్ధతి ఒక అనియంత్రిత అణు ప్రతిచర్యను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. చల్లని థర్మోన్యూక్లియర్ యొక్క శక్తి పరివర్తన స్థితి యొక్క శక్తి. చల్లని థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యను నిర్వహించడానికి రియాక్టర్ రూపకల్పనకు ప్రధాన షరతుల్లో ఒకటి దాని పిరమిడ్ స్ఫటికాకార ఆకారం. మరొక ముఖ్యమైన పరిస్థితి భ్రమణ అయస్కాంత మరియు టోర్షన్ క్షేత్రాల ఉనికి. క్షేత్రాల ఖండన హైడ్రోజన్ న్యూక్లియస్ యొక్క అస్థిర సమతౌల్య బిందువు వద్ద సంభవిస్తుంది.
ఓక్ రిడ్జ్ నేషనల్ లాబొరేటరీ నుండి శాస్త్రవేత్తలు రుజీ తలేయార్ఖాన్, పాలిటెక్నిక్ విశ్వవిద్యాలయం నుండి రిచర్డ్ లాహే. రెన్సిలిరా మరియు విద్యావేత్త రాబర్ట్ నిగ్మతులిన్ ప్రయోగశాల పరిస్థితులలో చల్లని థర్మోన్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యను నమోదు చేశారు.
సమూహం రెండు నుండి మూడు గ్లాసుల పరిమాణంలో ద్రవ అసిటోన్ యొక్క బీకర్‌ను ఉపయోగించింది. ధ్వని తరంగాలు ద్రవం ద్వారా తీవ్రంగా ప్రసారం చేయబడ్డాయి, భౌతిక శాస్త్రంలో ధ్వని పుచ్చు అని పిలువబడే ప్రభావాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది, దీని ఫలితంగా సోనోల్యూమినిసెన్స్ ఏర్పడుతుంది. పుచ్చు సమయంలో, ద్రవంలో చిన్న బుడగలు కనిపించాయి, ఇది వ్యాసంలో రెండు మిల్లీమీటర్ల వరకు పెరిగింది మరియు పేలింది. పేలుళ్లు కాంతి మెరుపులు మరియు శక్తి విడుదలతో కూడి ఉన్నాయి అనగా. పేలుడు సమయంలో బుడగలు లోపల ఉష్ణోగ్రత 10 మిలియన్ డిగ్రీల కెల్విన్‌కు చేరుకుంది మరియు విడుదలైన శక్తి, ప్రయోగాత్మకుల ప్రకారం, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ చేయడానికి సరిపోతుంది.
"సాంకేతికంగా," ప్రతిచర్య యొక్క సారాంశం ఏమిటంటే, రెండు డ్యూటెరియం అణువుల కలయిక ఫలితంగా, మూడవది ఏర్పడుతుంది - హైడ్రోజన్ యొక్క ఐసోటోప్, ట్రిటియం అని పిలుస్తారు మరియు న్యూట్రాన్, భారీ మొత్తంలో శక్తితో వర్గీకరించబడుతుంది.
3.1 ఆర్థిక సమస్యలు
TCBని సృష్టించేటప్పుడు, అది శక్తివంతమైన కంప్యూటర్‌లతో కూడిన పెద్ద ఇన్‌స్టాలేషన్‌గా ఉంటుందని భావించబడుతుంది. ఇది మొత్తం చిన్న నగరం అవుతుంది. కానీ ప్రమాదం లేదా పరికరాలు విచ్ఛిన్నమైతే, స్టేషన్ యొక్క ఆపరేషన్ అంతరాయం కలిగిస్తుంది.
ఉదాహరణకు, ఆధునిక అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ డిజైన్లలో ఇది అందించబడలేదు. వాటిని నిర్మించడమే ప్రధాన విషయం అని నమ్ముతారు, తరువాత ఏమి జరుగుతుందో ముఖ్యం కాదు.
కానీ 1 స్టేషన్ విఫలమైతే, చాలా నగరాలు విద్యుత్తు లేకుండా వదిలివేయబడతాయి. ఆర్మేనియాలోని అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ల ఉదాహరణలో దీనిని గమనించవచ్చు. రేడియోధార్మిక వ్యర్థాలను తొలగించడం చాలా ఖరీదైనది. హరితహారం అభ్యర్థన మేరకు, అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ మూసివేయబడింది. జనాభాకు విద్యుత్ లేకుండా పోయింది, పవర్ ప్లాంట్ పరికరాలు అరిగిపోయాయి మరియు పునరుద్ధరణ కోసం అంతర్జాతీయ సంస్థలు కేటాయించిన డబ్బు వృధా చేయబడింది.
యురేనియం ప్రాసెస్ చేయబడిన పాడుబడిన ఉత్పత్తి సౌకర్యాలను కలుషితం చేయడం తీవ్రమైన ఆర్థిక సమస్య. ఉదాహరణకు, "అక్టౌ నగరం దాని స్వంత చిన్న "చెర్నోబిల్" ను కలిగి ఉంది, ఇది కొన్ని ప్రదేశాలలో యురేనియం ప్రాసెసింగ్ వర్క్‌షాప్ (HMC) లోని రసాయన-హైడ్రోమెటలర్జికల్ ప్లాంట్ (KHMP) భూభాగంలో ఉంది. గంటకు roentgens, సగటు నేపథ్య స్థాయి 200 మైక్రో-రోంట్‌జెన్‌లు (సాధారణ సహజ నేపథ్యం గంటకు 10 నుండి 25 మైక్రోఎంట్‌జెన్‌లు). , సుమారు పదిహేను వేల టన్నులు, ఇప్పటికే తొలగించలేని రేడియోధార్మికతను కలిగి ఉంది, అదే సమయంలో, అటువంటి ప్రమాదకరమైన వస్తువులు KhGMZ యొక్క భూభాగం నుండి పేలవంగా కాపలాగా ఉంటాయి.
అందువల్ల, శాశ్వతమైన ఉత్పాదనలు లేనందున, కొత్త సాంకేతికతల ఆవిర్భావం కారణంగా, TTS మూసివేయబడవచ్చు, ఆపై సంస్థ నుండి వస్తువులు మరియు లోహాలు మార్కెట్లో ముగుస్తాయి మరియు స్థానిక జనాభా నష్టపోతుంది.
UTS యొక్క శీతలీకరణ వ్యవస్థ నీటిని ఉపయోగిస్తుంది. కానీ పర్యావరణవేత్తల అభిప్రాయం ప్రకారం, అణు విద్యుత్ కేంద్రాల నుండి గణాంకాలను తీసుకుంటే, ఈ రిజర్వాయర్ల నీరు త్రాగడానికి సరిపోదు.
నిపుణుల అభిప్రాయం ప్రకారం, రిజర్వాయర్ భారీ లోహాలతో నిండి ఉంది (ముఖ్యంగా, థోరియం -232), మరియు కొన్ని ప్రదేశాలలో గామా రేడియేషన్ స్థాయి గంటకు 50 - 60 మైక్రోరోఎంట్జెన్లకు చేరుకుంటుంది.
అంటే, ఇప్పుడు, అణు విద్యుత్ ప్లాంట్ నిర్మాణ సమయంలో, ఆ ప్రాంతాన్ని దాని అసలు స్థితికి తిరిగి ఇచ్చే మార్గాలు అందించబడలేదు. మరియు సంస్థ మూసివేయబడిన తర్వాత, పేరుకుపోయిన వ్యర్థాలను ఎలా పాతిపెట్టాలో మరియు మునుపటి సంస్థను ఎలా శుభ్రం చేయాలో ఎవరికీ తెలియదు.
3.2 వైద్య సమస్యలు
CTS యొక్క హానికరమైన ప్రభావాలు హానికరమైన పదార్ధాలను ఉత్పత్తి చేసే వైరస్లు మరియు బ్యాక్టీరియా యొక్క మార్పుచెందగలవారి ఉత్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి. మానవ శరీరంలో కనిపించే వైరస్లు మరియు బ్యాక్టీరియాకు ఇది ప్రత్యేకంగా వర్తిస్తుంది. UTS సమీపంలో నివసించే గ్రామాల నివాసితులలో ప్రాణాంతక కణితులు మరియు క్యాన్సర్ కనిపించడం చాలా సాధారణ వ్యాధి. వారికి రక్షణ మార్గాలు లేనందున నివాసితులు ఎల్లప్పుడూ ఎక్కువ బాధపడతారు. డోసిమీటర్లు ఖరీదైనవి మరియు మందులు అందుబాటులో లేవు. ప్రస్తుతం అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో జరుగుతున్నట్లుగా CTS నుండి వ్యర్థాలు నదులలోకి డంప్ చేయబడతాయి, గాలిలోకి పంపబడతాయి లేదా భూగర్భ పొరలలోకి పంపబడతాయి.
అధిక మోతాదులకు గురైన వెంటనే కనిపించే నష్టంతో పాటు, అయోనైజింగ్ రేడియేషన్ దీర్ఘకాలిక పరిణామాలకు కారణమవుతుంది. ఏ మోతాదు మరియు రేడియేషన్ రకం (ఒక-సమయం, దీర్ఘకాలిక, స్థానిక) తో సంభవించే ప్రధానంగా కార్సినోజెనిసిస్ మరియు జన్యుపరమైన రుగ్మతలు.
న్యూక్లియర్ పవర్ ప్లాంట్ కార్మికుల వ్యాధులను నమోదు చేసిన వైద్యుల నివేదికల ప్రకారం, హృదయ సంబంధ వ్యాధులు (గుండెపోటు) మొదట వస్తాయి, తరువాత క్యాన్సర్. గుండె కండరం రేడియేషన్ ప్రభావంతో సన్నగా మారుతుంది, ఫ్లాబీ మరియు తక్కువ బలంగా మారుతుంది. పూర్తిగా అపారమయిన వ్యాధులు ఉన్నాయి. ఉదాహరణకు, కాలేయ వైఫల్యం. కానీ ఇది ఎందుకు జరుగుతుంది, వైద్యులు ఎవరూ ఇప్పటికీ తెలియదు. ప్రమాద సమయంలో రేడియోధార్మిక పదార్థాలు శ్వాసనాళంలోకి ప్రవేశిస్తే, వైద్యులు ఊపిరితిత్తులు మరియు శ్వాసనాళం యొక్క దెబ్బతిన్న కణజాలాన్ని కత్తిరించారు మరియు వికలాంగుడు శ్వాస కోసం పోర్టబుల్ పరికరంతో నడుస్తాడు.
4. ముగింపు
మానవాళికి శక్తి అవసరం, మరియు దాని అవసరం ప్రతి సంవత్సరం పెరుగుతుంది. అదే సమయంలో, సాంప్రదాయ సహజ ఇంధనాల నిల్వలు (చమురు, బొగ్గు, గ్యాస్ మొదలైనవి) పరిమితమైనవి. అణు ఇంధనం యొక్క పరిమిత నిల్వలు కూడా ఉన్నాయి - యురేనియం మరియు థోరియం, వీటి నుండి బ్రీడర్ రియాక్టర్లలో ప్లూటోనియం పొందవచ్చు. థర్మోన్యూక్లియర్ ఇంధనం యొక్క నిల్వలు - హైడ్రోజన్ - ఆచరణాత్మకంగా తరగనివి.
1991లో, జాయింట్ యూరోపియన్ లాబొరేటరీ (టోరస్)లో నియంత్రిత న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ఫలితంగా సుమారు 1.7 మిలియన్ వాట్‌లు - మొదటి సారిగా గణనీయమైన శక్తిని పొందడం సాధ్యమైంది. డిసెంబరు 1993లో, ప్రిన్స్‌టన్ విశ్వవిద్యాలయంలోని పరిశోధకులు టోకామాక్ ఫ్యూజన్ రియాక్టర్‌ను ఉపయోగించి 5.6 మిలియన్ వాట్ల శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే నియంత్రిత అణు ప్రతిచర్యను ఉత్పత్తి చేశారు. అయినప్పటికీ, టోకామాక్ రియాక్టర్ మరియు టోరస్ ప్రయోగశాల రెండూ అందుకున్న దానికంటే ఎక్కువ శక్తిని ఖర్చు చేశాయి.
న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ శక్తిని పొందడం ఆచరణాత్మకంగా అందుబాటులోకి వస్తే, అది అపరిమితమైన ఇంధన వనరులను అందిస్తుంది
5. సూచనలు
1) మ్యాగజైన్ "న్యూ లుక్" (భౌతికశాస్త్రం; భవిష్యత్ ఉన్నత వర్గాల కోసం).
2) భౌతిక శాస్త్ర పాఠ్యపుస్తకం 11వ తరగతి.
3) అకాడమీ ఆఫ్ ఎనర్జీ (విశ్లేషణ; ఆలోచనలు; ప్రాజెక్టులు).
4) ప్రజలు మరియు అణువులు (విలియం లారెన్స్).
5) విశ్వం యొక్క మూలకాలు (సీబోర్గ్ మరియు వాలెన్స్).
6) సోవియట్ ఎన్సైక్లోపెడిక్ నిఘంటువు.
7) ఎన్‌కార్టా 96 ఎన్‌సైక్లోపీడియా.
8) ఖగోళ శాస్త్రం - http://www.college.ru./astronomy.
యు.ఎన్. డ్నెస్ట్రోవ్స్కీ - డాక్టర్ ఆఫ్ ఫిజిక్స్ సైన్సెస్, ప్రొఫెసర్, ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్,
RRC "కుర్చటోవ్ ఇన్స్టిట్యూట్", మాస్కో, రష్యా
ఇంటర్నేషనల్ కాన్ఫరెన్స్ యొక్క మెటీరియల్స్
"భవిష్యత్తుకు మార్గం - సైన్స్, గ్లోబల్ సమస్యలు, కలలు మరియు ఆశలు"
నవంబర్ 26–28, 2007 ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ అప్లైడ్ మ్యాథమెటిక్స్ పేరు పెట్టారు. ఎం.వి. కెల్డిష్ RAS, మాస్కో
నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ (CTF) దీర్ఘకాలంలో శక్తి సమస్యను పరిష్కరించగలదా? CTSలో ప్రావీణ్యం సంపాదించడానికి ఇప్పటికే ఎంత మార్గం పూర్తయింది మరియు ఇంకా ఇంకా ఎంత మిగిలి ఉంది? ముందున్న సవాళ్లు ఏమిటి? ఈ సమస్యలు ఈ పేపర్‌లో చర్చించబడ్డాయి.
1. CTS కోసం భౌతిక అవసరాలు
శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి కాంతి కేంద్రకాల యొక్క న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యలను ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించబడింది. ఈ రకమైన అనేక ప్రతిచర్యలలో, డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం కేంద్రకాల కలయిక అత్యంత సులభంగా నిర్వహించబడే ప్రతిచర్య.
ఇక్కడ, స్థిరమైన హీలియం న్యూక్లియస్ (ఆల్ఫా పార్టికల్) సూచించబడుతుంది, N అనేది న్యూట్రాన్, మరియు ప్రతిచర్య తర్వాత కణ శక్తి బ్రాకెట్లలో సూచించబడుతుంది, . ఈ ప్రతిచర్యలో, న్యూట్రాన్ ద్రవ్యరాశితో ప్రతి కణానికి విడుదలయ్యే శక్తి దాదాపు 3.5 MeV. ఇది యురేనియం విచ్ఛిత్తి సమయంలో విడుదలయ్యే ప్రతి కణానికి దాదాపు 3-4 రెట్లు ఎక్కువ.
శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ప్రతిచర్య (1)ని అమలు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నప్పుడు ఏ సమస్యలు తలెత్తుతాయి?
ప్రధాన సమస్య ఏమిటంటే ట్రిటియం ప్రకృతిలో లేదు. ఇది రేడియోధార్మికత, దాని సగం జీవితం సుమారు 12 సంవత్సరాలు, కాబట్టి, ఇది ఒకప్పుడు భూమిపై పెద్ద పరిమాణంలో ఉంటే, చాలా కాలం క్రితం దానిలో ఏమీ మిగిలి ఉండదు. సహజ రేడియోధార్మికత లేదా కాస్మిక్ రేడియేషన్ కారణంగా భూమిపై ఉత్పత్తి అయ్యే ట్రిటియం పరిమాణం చాలా తక్కువ. న్యూక్లియర్ యురేనియం రియాక్టర్ లోపల జరిగే ప్రతిచర్యలలో కొద్ది మొత్తంలో ట్రిటియం ఉత్పత్తి అవుతుంది. కెనడాలోని రియాక్టర్లలో ఒకదానిలో, అటువంటి ట్రిటియం సేకరణ నిర్వహించబడింది, అయితే రియాక్టర్లలో దాని ఉత్పత్తి చాలా నెమ్మదిగా ఉంటుంది మరియు ఉత్పత్తి చాలా ఖరీదైనదిగా మారుతుంది.
అందువల్ల, ప్రతిచర్య (1) ఆధారంగా థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్లో శక్తి ఉత్పత్తి అదే రియాక్టర్లో ట్రిటియం యొక్క ఏకకాల ఉత్పత్తితో పాటు ఉండాలి. దీన్ని ఎలా చేయాలో మేము క్రింద చర్చిస్తాము.
ప్రతిచర్య (1)లో పాల్గొనే డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం న్యూక్లియైలు రెండూ సానుకూల చార్జ్‌ని కలిగి ఉంటాయి మరియు అందువల్ల కూలంబ్ ఫోర్స్ ద్వారా ఒకదానికొకటి తిప్పికొడతాయి. ఈ శక్తిని అధిగమించడానికి, కణాలు ఎక్కువ శక్తిని కలిగి ఉండాలి. ప్రతిచర్య రేటు (1), ట్రిటియం-డ్యూటెరియం మిశ్రమం యొక్క ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడటం అనేది డబుల్ లాగరిథమిక్ స్కేల్‌లో అంజీర్ 1లో చూపబడింది.
పెరుగుతున్న ఉష్ణోగ్రతతో ప్రతిచర్య సంభావ్యత (1) వేగంగా పెరుగుతుందని చూడవచ్చు. రియాక్టర్‌కు ఆమోదయోగ్యమైన ప్రతిచర్య రేటు T > 10 keV ఉష్ణోగ్రత వద్ద సాధించబడుతుంది. మేము ఆ డిగ్రీలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, రియాక్టర్లో ఉష్ణోగ్రత 100 మిలియన్ డిగ్రీల కంటే ఎక్కువగా ఉండాలి. అటువంటి ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉన్న పదార్ధం యొక్క అన్ని పరమాణువులు తప్పనిసరిగా అయనీకరణం చేయబడాలి మరియు ఈ స్థితిలో ఉన్న పదార్థాన్ని సాధారణంగా ప్లాస్మా అంటారు. ఆధునిక అంచనాల ప్రకారం, సూర్యుని మధ్యలో ఉష్ణోగ్రత "కేవలం" 20 మిలియన్ డిగ్రీలకు చేరుకుంటుందని గుర్తుచేసుకుందాం.
థర్మోన్యూక్లియర్ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి సూత్రప్రాయంగా సరిపోయే ఇతర ఫ్యూజన్ ప్రతిచర్యలు ఉన్నాయి. సాహిత్యంలో విస్తృతంగా చర్చించబడిన రెండు ప్రతిచర్యలను మాత్రమే ఇక్కడ మేము గమనించాము:
ఇక్కడ 3 ద్రవ్యరాశితో హీలియం కేంద్రకం యొక్క ఐసోటోప్ ఉంది, p అనేది ప్రోటాన్ (హైడ్రోజన్ న్యూక్లియస్). రియాక్షన్ (2) మంచిది ఎందుకంటే భూమిపై మీకు కావలసినంత ఇంధనం (డ్యూటీరియం) ఉంది. సముద్రపు నీటి నుండి డ్యూటెరియంను వెలికితీసే సాంకేతికత నిరూపించబడింది మరియు సాపేక్షంగా చవకైనది. దురదృష్టవశాత్తూ, ఈ ప్రతిచర్య రేటు ప్రతిచర్య రేటు (1) (Fig. 1 చూడండి) కంటే గమనించదగ్గ విధంగా తక్కువగా ఉంది, కాబట్టి ప్రతిచర్య (2)కి దాదాపు 500 మిలియన్ డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రత అవసరం.
రియాక్షన్ (3) ప్రస్తుతం అంతరిక్ష విమానాలలో పాల్గొనే వ్యక్తులలో గొప్ప ఉత్సాహాన్ని కలిగిస్తుంది. చంద్రునిపై ఈ ఐసోటోప్ చాలా ఉందని తెలుసు, కాబట్టి దానిని భూమికి రవాణా చేసే అవకాశం వ్యోమగామి యొక్క ప్రాధాన్యత పనులలో ఒకటిగా చర్చించబడుతోంది. దురదృష్టవశాత్తు, ఈ ప్రతిచర్య రేటు (Fig. 1) కూడా గమనించదగ్గ విధంగా ప్రతిచర్య రేట్లు (1) మరియు ఈ ప్రతిచర్యకు అవసరమైన ఉష్ణోగ్రతలు కూడా 500 మిలియన్ డిగ్రీల స్థాయిలో ఉన్నాయి.
సుమారు 100 - 500 మిలియన్ డిగ్రీల ఉష్ణోగ్రతతో ప్లాస్మాను కలిగి ఉండటానికి, అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని (I.E. టామ్, A.D. సఖారోవ్) ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించబడింది. ప్లాస్మా టోరస్ (డోనట్) ఆకారాన్ని కలిగి ఉన్న అత్యంత ఆశాజనక సంస్థాపనలు ఇప్పుడు కనిపిస్తున్నాయి. మేము ఈ టోరస్ యొక్క పెద్ద వ్యాసార్థాన్ని సూచిస్తాము ఆర్, మరియు చిన్న ద్వారా a. అస్థిర ప్లాస్మా కదలికలను అణిచివేసేందుకు, టొరాయిడల్ (రేఖాంశ) అయస్కాంత క్షేత్రం B 0తో పాటు, విలోమ (పోలోయిడల్) ఫీల్డ్ కూడా అవసరం. అటువంటి మాగ్నెటిక్ కాన్ఫిగరేషన్ అమలు చేయబడిన రెండు రకాల సంస్థాపనలు ఉన్నాయి. టోకామాక్-రకం సంస్థాపనలలో, పొలాయిడల్ ఫీల్డ్ ఫీల్డ్ యొక్క దిశలో ప్లాస్మాలో ప్రవహించే రేఖాంశ కరెంట్ I ద్వారా సృష్టించబడుతుంది. స్టెలరేటర్-రకం ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో, పోలోయిడల్ ఫీల్డ్ కరెంట్ మోసే బాహ్య హెలికల్ వైండింగ్‌ల ద్వారా సృష్టించబడుతుంది. ఈ సెట్టింగులలో ప్రతి దాని స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు ఉన్నాయి. టోకామాక్‌లో, కరెంట్ ఐ ఫీల్డ్‌కు అనుగుణంగా ఉండాలి. స్టెలరేటర్ సాంకేతికంగా మరింత క్లిష్టంగా ఉంటుంది. ఈ రోజుల్లో, టోకామాక్-రకం సంస్థాపనలు మరింత అధునాతనమైనవి. పెద్ద, విజయవంతంగా పనిచేసే స్టెలరేటర్లు కూడా ఉన్నప్పటికీ.
2. టోకామాక్ రియాక్టర్ కోసం పరిస్థితులు
టోకామాక్ రియాక్టర్ యొక్క ప్లాస్మా పారామితుల స్థలంలో “విండో” ను నిర్ణయించే రెండు అవసరమైన షరతులను మాత్రమే మేము ఇక్కడ సూచిస్తాము. ఈ "విండో" ను తగ్గించే అనేక ఇతర పరిస్థితులు ఉన్నాయి, కానీ అవి ఇప్పటికీ అంత ముఖ్యమైనవి కావు.
1). రియాక్టర్ వాణిజ్యపరంగా లాభదాయకంగా ఉండటానికి (చాలా పెద్దది కాదు), విడుదల చేయబడిన శక్తి యొక్క నిర్దిష్ట శక్తి P తగినంత పెద్దదిగా ఉండాలి.
ఇక్కడ n 1 మరియు n 2 అనేది డ్యూటెరియం మరియు ట్రిటియం యొక్క సాంద్రతలు - ఒక ప్రతిచర్య చర్యలో విడుదలయ్యే శక్తి (1). షరతు (4) దిగువ నుండి సాంద్రతలు n 1 మరియు n 2ను పరిమితం చేస్తుంది.
2). ప్లాస్మా స్థిరంగా ఉండాలంటే, ప్లాస్మా పీడనం రేఖాంశ అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క పీడనం కంటే తక్కువగా ఉండాలి, ఇది సహేతుకమైన జ్యామితిని కలిగి ఉంటుంది
ఇచ్చిన అయస్కాంత క్షేత్రం కోసం, ఈ పరిస్థితి ప్లాస్మా యొక్క సాంద్రత మరియు ఉష్ణోగ్రతను పై నుండి పరిమితం చేస్తుంది. ప్రతిచర్యను నిర్వహించడానికి ఉష్ణోగ్రతను పెంచడం అవసరం (ఉదాహరణకు, ప్రతిచర్య (1) నుండి ప్రతిచర్యలు (2) లేదా (3)కి వెళ్లడానికి, అప్పుడు పరిస్థితిని నెరవేర్చడానికి (5) అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని పెంచడం అవసరం. .
CTSని అమలు చేయడానికి ఏ అయస్కాంత క్షేత్రం అవసరం? మొదట రకం (1) యొక్క ప్రతిచర్యను పరిశీలిద్దాం. సరళత కోసం, మేము n 1 = n 2 = n /2 అని ఊహిస్తాము, ఇక్కడ n అనేది ప్లాస్మా సాంద్రత. అప్పుడు ఉష్ణోగ్రత స్థితిలో (1) ఇస్తుంది
పరిస్థితి (5) ఉపయోగించి, మేము అయస్కాంత క్షేత్రానికి తక్కువ పరిమితిని కనుగొంటాము
టొరాయిడల్ జ్యామితిలో, టోరస్ యొక్క ప్రధాన అక్షం నుండి దూరంగా కదులుతున్నప్పుడు రేఖాంశ అయస్కాంత క్షేత్రం 1/rగా తగ్గుతుంది. ఫీల్డ్ అనేది ప్లాస్మా యొక్క మెరిడియల్ విభాగం మధ్యలో ఉన్న ఫీల్డ్. టోరస్ లోపలి ఆకృతిలో ఫీల్డ్ పెద్దదిగా ఉంటుంది. కారక నిష్పత్తితో
ఆర్/ a~ 3 టొరాయిడల్ ఫీల్డ్ కాయిల్స్ లోపల అయస్కాంత క్షేత్రం 2 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, షరతులను (4-5) నెరవేర్చడానికి, రేఖాంశ క్షేత్ర కాయిల్స్ తప్పనిసరిగా 13-14 టెస్లా యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రంలో పనిచేయగల సామర్థ్యం గల పదార్థంతో తయారు చేయబడాలి.
టోకామాక్ రియాక్టర్ యొక్క స్థిరమైన ఆపరేషన్ కోసం, కాయిల్స్‌లోని కండక్టర్లు సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థంతో తయారు చేయబడాలి. ఆధునిక సూపర్ కండక్టర్ల యొక్క కొన్ని లక్షణాలు అంజీర్ 2లో చూపబడ్డాయి.
ప్రస్తుతం, సూపర్ కండక్టింగ్ వైండింగ్‌లతో కూడిన అనేక టోకామాక్‌లు ప్రపంచంలో నిర్మించబడ్డాయి. డెబ్బైలలో USSRలో నిర్మించిన ఈ రకమైన మొట్టమొదటి టోకామాక్ (T-7 tokamak), నియోబియం-టైటానియం (NbTi)ని సూపర్ కండక్టర్‌గా ఉపయోగించింది. అదే పదార్థాన్ని పెద్ద ఫ్రెంచ్ టోకామాక్ టోర్ సుప్రా (80ల మధ్య)లో ఉపయోగించారు. ద్రవ హీలియం ఉష్ణోగ్రత వద్ద, అటువంటి సూపర్ కండక్టర్‌తో కూడిన టోకామాక్‌లోని అయస్కాంత క్షేత్రం 4 టెస్లా విలువలను చేరుకోగలదని అంజీర్ 2 నుండి స్పష్టమవుతుంది. అంతర్జాతీయ టోకామాక్ రియాక్టర్ ITER కోసం, నియోబియం-టిన్ సూపర్ కండక్టర్‌ను ఎక్కువ సామర్థ్యాలతో కాకుండా మరింత సంక్లిష్టమైన సాంకేతికతతో ఉపయోగించాలని నిర్ణయించారు. ఈ సూపర్ కండక్టర్ 1989లో ప్రారంభించబడిన రష్యన్ T-15 సదుపాయంలో ఉపయోగించబడుతుంది. అంజీర్ 2 నుండి ITERలో, మాగ్నిట్యూడ్ ఆర్డర్ యొక్క హీలియం ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ప్లాస్మాలోని అయస్కాంత క్షేత్రం 6 టెస్లా యొక్క అవసరమైన ఫీల్డ్ విలువలను పెద్ద మార్జిన్‌తో చేరుకోగలదని స్పష్టమవుతుంది.
ప్రతిచర్యలకు (2) మరియు (3), షరతులు (4)-(5) మరింత కఠినంగా ఉంటాయి. పరిస్థితిని (4) సంతృప్తి పరచడానికి, రియాక్టర్‌లోని ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రత T తప్పనిసరిగా 4 రెట్లు ఎక్కువగా ఉండాలి మరియు ప్లాస్మా సాంద్రత n ప్రతిచర్య (1) ఆధారంగా రియాక్టర్లో కంటే 2 రెట్లు ఎక్కువగా ఉండాలి. ఫలితంగా, ప్లాస్మా పీడనం 8 రెట్లు పెరుగుతుంది మరియు అవసరమైన అయస్కాంత క్షేత్రం 2.8 రెట్లు పెరుగుతుంది. అంటే సూపర్ కండక్టర్‌లోని అయస్కాంత క్షేత్రం తప్పనిసరిగా 30 టెస్లా విలువలను చేరుకోవాలి. ఇప్పటివరకు, ఎవరూ ఇంకా పెద్ద ఎత్తున అటువంటి ఫీల్డ్‌లతో స్థిరమైన రీతిలో పని చేయలేదు. అటువంటి ఫీల్డ్ కోసం ఒక సూపర్ కండక్టర్‌ను రూపొందించాలనే ఆశ భవిష్యత్తులో ఉందని మూర్తి 2 చూపిస్తుంది. అయితే, ప్రస్తుతం, టోకామాక్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో టైప్ (2)-(3) యొక్క ప్రతిచర్యల కోసం షరతులు (4)-(5) అమలు చేయడం సాధ్యం కాదు.
3. ట్రిటియం ఉత్పత్తి
టోకామాక్ రియాక్టర్లో, ప్లాస్మా చాంబర్ చుట్టూ దట్టమైన పదార్థాలతో చుట్టబడి ఉండాలి, ఇది టొరాయిడల్ ఫీల్డ్ వైండింగ్‌లను న్యూట్రాన్ల ద్వారా సూపర్ కండక్టివిటీని నాశనం చేయకుండా కాపాడుతుంది. ఒక మీటరు మందంతో ఉండే ఈ పొరను బ్లాంకెట్ అంటారు. ఇక్కడ, దుప్పటిలో, బ్రేకింగ్ సమయంలో న్యూట్రాన్ల ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే వేడిని తొలగించాలి. ఈ సందర్భంలో, న్యూట్రాన్లలో కొంత భాగాన్ని దుప్పటి లోపల ట్రిటియం ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించవచ్చు. అటువంటి ప్రక్రియకు అత్యంత అనుకూలమైన అణు ప్రతిచర్య క్రింది ప్రతిచర్య, ఇది శక్తిని విడుదల చేస్తుంది
ఇక్కడ 6 ద్రవ్యరాశి కలిగిన లిథియం ఐసోటోప్ ఉంది. న్యూట్రాన్ ఒక తటస్థ కణం కాబట్టి, కూలంబ్ అవరోధం లేదు మరియు 1 MeV కంటే తక్కువ న్యూట్రాన్ శక్తి వద్ద ప్రతిచర్య (8) సంభవించవచ్చు. ట్రిటియం యొక్క సమర్థవంతమైన ఉత్పత్తి కోసం, రకం (8) యొక్క ప్రతిచర్యల సంఖ్య తగినంత పెద్దదిగా ఉండాలి మరియు దీని కోసం ప్రతిస్పందించే న్యూట్రాన్ల సంఖ్య పెద్దదిగా ఉండాలి. న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను పెంచడానికి, న్యూట్రాన్ గుణకార ప్రతిచర్యలు సంభవించే పదార్థాలు ఇక్కడ దుప్పటిలో ఉండాలి. ప్రతిచర్య (1)లో ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రాథమిక న్యూట్రాన్ల శక్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది (14 MeV), మరియు ప్రతిచర్య (8)కి తక్కువ శక్తితో న్యూట్రాన్లు అవసరం కాబట్టి, సూత్రప్రాయంగా, దుప్పటిలోని న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను 10-15 పెంచవచ్చు. సార్లు మరియు, తద్వారా ట్రిటియం సంతులనాన్ని మూసివేయండి: ప్రతి ప్రతిచర్య చర్య కోసం (1) ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ప్రతిచర్య చర్యలను పొందండి (8). ఆచరణలో ఈ సమతుల్యతను సాధించడం సాధ్యమేనా? ఈ ప్రశ్నకు సమాధానానికి వివరణాత్మక ప్రయోగాలు మరియు లెక్కలు అవసరం. ITER రియాక్టర్ ఇంధనాన్ని అందించాల్సిన అవసరం లేదు, కానీ ట్రిటియం బ్యాలెన్స్ సమస్యను స్పష్టం చేయడానికి దానిపై ప్రయోగాలు నిర్వహించబడతాయి.
రియాక్టర్‌ను ఆపరేట్ చేయడానికి ఎంత ట్రిటియం అవసరం? సాధారణ అంచనాలు 3 GW ఉష్ణ శక్తి (1 GW యొక్క విద్యుత్ శక్తి) కలిగిన రియాక్టర్‌కు సంవత్సరానికి 150 కిలోల ట్రిటియం అవసరమవుతుందని చూపిస్తుంది. అదే శక్తి యొక్క థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్ యొక్క వార్షిక ఆపరేషన్ కోసం అవసరమైన ఇంధన చమురు బరువు కంటే ఇది సుమారుగా ఒక సారి తక్కువ.
(8) కారణంగా, రియాక్టర్‌కు ప్రాథమిక "ఇంధనం" లిథియం ఐసోటోప్. ప్రకృతిలో ఇది చాలా ఉందా? సహజ లిథియం రెండు ఐసోటోపులను కలిగి ఉంటుంది
సహజ లిథియంలో ఐసోటోప్ కంటెంట్ చాలా ఎక్కువగా ఉందని చూడవచ్చు. శక్తి వినియోగం యొక్క ప్రస్తుత స్థాయిలో భూమిలో లిథియం నిల్వలు అనేక వేల సంవత్సరాలు మరియు సముద్రంలో - పదిలక్షల సంవత్సరాల వరకు ఉంటాయి. సూత్రాల ఆధారంగా అంచనాలు (8)-(9) సహజ లిథియం అవసరమైన ట్రిటియం కంటే 50-100 రెట్లు ఎక్కువగా తవ్వాలి. ఈ విధంగా, చర్చించబడిన సామర్థ్యంతో ఒక రియాక్టర్‌కు సంవత్సరానికి 15 టన్నుల సహజ లిథియం అవసరమవుతుంది. ఇది థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్‌కు అవసరమైన ఇంధన చమురు కంటే 10 5 రెట్లు తక్కువ. సహజ లిథియంలోని ఐసోటోప్ విభజనకు గణనీయమైన శక్తి అవసరం అయినప్పటికీ, ప్రతిచర్య (8)లో విడుదలయ్యే అదనపు శక్తి ఈ ఖర్చులను భర్తీ చేస్తుంది.
4. CTS పై పరిశోధన యొక్క సంక్షిప్త చరిత్ర
చారిత్రాత్మకంగా, మన దేశంలో CTSపై మొదటి అధ్యయనం మార్చి-ఏప్రిల్ 1950లో విడుదలైన I.E. టామ్ మరియు A.D. సఖారోవ్ యొక్క రహస్య నివేదికగా పరిగణించబడుతుంది. ఇది తరువాత 1958లో ప్రచురించబడింది. టొరాయిడల్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో అయస్కాంత క్షేత్రం ద్వారా వేడి ప్లాస్మాను పరిమితం చేయడానికి మరియు ఫ్యూజన్ రియాక్టర్ పరిమాణం యొక్క అంచనాకు సంబంధించిన ప్రధాన ఆలోచనల యొక్క అవలోకనాన్ని నివేదిక కలిగి ఉంది. ఆశ్చర్యకరంగా, ప్రస్తుతం నిర్మాణంలో ఉన్న ITER టోకామాక్ దాని పారామితులలో చారిత్రక నివేదిక యొక్క అంచనాలకు దగ్గరగా ఉంది.
యాభైల ప్రారంభంలో USSRలో హాట్ ప్లాస్మాతో ప్రయోగాలు ప్రారంభమయ్యాయి. మొదట ఇవి వివిధ రకాలైన చిన్న సంస్థాపనలు, నేరుగా మరియు టొరాయిడల్, కానీ ఇప్పటికే దశాబ్దం మధ్యలో, ప్రయోగాత్మకులు మరియు సిద్ధాంతకర్తల ఉమ్మడి పని "టోకామాక్" అని పిలిచే సంస్థాపనలకు దారితీసింది. సంవత్సరానికి, సంస్థాపనల పరిమాణం మరియు సంక్లిష్టత పెరిగింది మరియు 1962లో T-3 సంస్థాపన R = 100 cm, a = 20 cm మరియు నాలుగు టెస్లా వరకు అయస్కాంత క్షేత్రంతో ప్రారంభించబడింది. ఒక లోహపు గది, బాగా శుభ్రం చేయబడిన గోడలు మరియు అధిక వాక్యూమ్ (mm Hg వరకు) ఉన్న సెటప్‌లో, అధిక ఎలక్ట్రాన్ ఉష్ణోగ్రతతో శుభ్రమైన, స్థిరమైన ప్లాస్మాను పొందడం సాధ్యమవుతుందని ఒకటిన్నర దశాబ్దం పాటు సేకరించిన అనుభవం చూపించింది. 1968లో నోవోసిబిర్స్క్‌లో ప్లాస్మా ఫిజిక్స్ మరియు CTSపై జరిగిన అంతర్జాతీయ సదస్సులో L.A. ఆర్ట్సిమోవిచ్ ఈ ఫలితాలపై నివేదించారు. దీని తరువాత, టోకామాక్స్ యొక్క దిశను ప్రపంచ శాస్త్రీయ సంఘం గుర్తించింది మరియు ఈ రకమైన సంస్థాపనలు అనేక దేశాలలో నిర్మించడం ప్రారంభించాయి.
తదుపరి, రెండవ తరం టోకామాక్‌లు (USSRలో T-10 మరియు USAలో PLT) 1975లో ప్లాస్మాతో పనిచేయడం ప్రారంభించాయి. మొదటి తరం టోకామాక్‌లు సృష్టించిన ఆశలు ధృవీకరించబడిందని వారు చూపించారు. మరియు పెద్ద టోకామాక్స్‌లో స్థిరమైన మరియు వేడి ప్లాస్మాతో పని చేయడం సాధ్యపడుతుంది. అయితే, అప్పుడు కూడా చిన్న రియాక్టర్‌ను సృష్టించడం అసాధ్యమని మరియు ప్లాస్మా పరిమాణాన్ని పెంచాలని స్పష్టమైంది.
మూడవ తరం టోకామాక్‌ల రూపకల్పన దాదాపు ఐదు సంవత్సరాలు పట్టింది మరియు డెబ్బైల చివరిలో వాటి నిర్మాణం ప్రారంభమైంది. తరువాతి దశాబ్దంలో, అవి వరుసగా అమలులోకి వచ్చాయి మరియు 1989 నాటికి, 7 పెద్ద టోకామాక్‌లు పనిచేస్తున్నాయి: USAలో TFTR మరియు DIII - D, యునైటెడ్ ఐరోపాలో JET (అతిపెద్దది), జర్మనీలో ASDEX - U, ఫ్రాన్స్‌లో TORE - SUPRA , జపాన్‌లో JT 60-U మరియు USSRలో T-15. రియాక్టర్‌కు అవసరమైన ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రత మరియు సాంద్రతను పొందేందుకు ఈ సంస్థాపనలు ఉపయోగించబడ్డాయి. వాస్తవానికి, ఇప్పటివరకు అవి విడిగా, ఉష్ణోగ్రతకు విడిగా మరియు సాంద్రతకు విడిగా పొందబడ్డాయి. TFTR మరియు JET ఇన్‌స్టాలేషన్‌లు ట్రిటియంతో పని చేసే అవకాశాన్ని అనుమతించాయి మరియు మొదటిసారిగా, ప్లాస్మా పి ఆక్స్‌లోకి ప్రవేశపెట్టిన బాహ్య శక్తితో పోల్చదగిన (ప్రతిచర్య (1)కి అనుగుణంగా) గుర్తించదగిన థర్మోన్యూక్లియర్ పవర్ P DT వారితో పొందబడింది. 1997లో ప్రయోగాలలో JET ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో గరిష్ట శక్తి P DT 25 MW యొక్క పవర్ P auxతో 16 MWకి చేరుకుంది. JET ఇన్‌స్టాలేషన్ యొక్క ఒక విభాగం మరియు గది యొక్క అంతర్గత వీక్షణ అంజీర్‌లో చూపబడింది. 3 ఎ, బి. ఇక్కడ, పోలిక కోసం, ఒక వ్యక్తి యొక్క పరిమాణం చూపబడింది.
80 ల ప్రారంభంలో, అంతర్జాతీయ శాస్త్రవేత్తల బృందం (రష్యా, USA, యూరప్, జపాన్) యొక్క ఉమ్మడి పని తదుపరి (నాల్గవ) తరం టోకామాక్ - INTOR రియాక్టర్‌ను రూపొందించడం ప్రారంభించింది. ఈ దశలో, పూర్తి ప్రాజెక్ట్‌ను సృష్టించకుండా భవిష్యత్ ఇన్‌స్టాలేషన్ యొక్క “అడ్డంకెలను” సమీక్షించడం పని. ఏదేమైనా, 80 ల మధ్య నాటికి, ప్రాజెక్ట్ యొక్క సృష్టితో సహా మరింత పూర్తి పనిని సెట్ చేయవలసి ఉందని స్పష్టమైంది. E.P. వెలిఖోవ్ ప్రోద్బలంతో, రాష్ట్ర నాయకుల (M.S. గోర్బచేవ్ మరియు R. రీగన్) స్థాయిలో సుదీర్ఘ చర్చల తర్వాత, 1988లో ఒక ఒప్పందంపై సంతకం చేయబడింది మరియు ITER టోకామాక్ రియాక్టర్ ప్రాజెక్ట్‌పై పని ప్రారంభమైంది. పని విరామాలతో మూడు దశల్లో జరిగింది మరియు మొత్తం 13 సంవత్సరాలు పట్టింది. ITER ప్రాజెక్ట్ యొక్క దౌత్య చరిత్ర నాటకీయంగా ఉంది, ఇది ఒకటి కంటే ఎక్కువసార్లు చనిపోయిన చివరలకు దారితీసింది మరియు ప్రత్యేక వివరణకు అర్హమైనది (ఉదాహరణకు, పుస్తకం చూడండి). అధికారికంగా, ప్రాజెక్ట్ జూలై 2000లో పూర్తయింది, అయితే నిర్మాణం కోసం ఇంకా ఒక స్థలాన్ని ఎంపిక చేయాల్సి ఉంది మరియు నిర్మాణ ఒప్పందం మరియు ITER చార్టర్‌ను అభివృద్ధి చేయాల్సి ఉంది. అంతా కలిసి దాదాపు 6 సంవత్సరాలు పట్టింది, చివరకు నవంబర్ 2006లో దక్షిణ ఫ్రాన్స్‌లో ITER నిర్మాణంపై ఒప్పందం కుదిరింది. నిర్మాణం దాదాపు 10 సంవత్సరాలు పడుతుందని అంచనా. ఈ విధంగా, చర్చల ప్రారంభం నుండి ITER థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్లో మొదటి ప్లాస్మా ఉత్పత్తి వరకు, సుమారు 30 సంవత్సరాలు గడిచిపోతాయి. ఇది ఇప్పటికే ఒక వ్యక్తి యొక్క చురుకైన జీవితానికి పోల్చదగినది. ఇవే ప్రగతి వాస్తవాలు.
దాని లీనియర్ కొలతల పరంగా, ITER JET ఇన్‌స్టాలేషన్ కంటే దాదాపు రెండు రెట్లు పెద్దది. ప్రాజెక్ట్ ప్రకారం, దానిలోని అయస్కాంత క్షేత్రం = 5.8 టెస్లా, మరియు ప్రస్తుత I = 12-14 MA. థర్మోన్యూక్లియర్ పవర్ తాపన కోసం ప్లాస్మాలోకి ప్రవేశపెట్టిన విలువకు చేరుకుంటుంది, ఇది 10 క్రమంలో ఉంటుంది.
5. ప్లాస్మా హీటింగ్ అంటే అభివృద్ధి.
టోకామాక్ పరిమాణంలో పెరుగుదలకు సమాంతరంగా, ప్లాస్మా తాపన సాంకేతికత అభివృద్ధి చేయబడింది. ప్రస్తుతం మూడు వేర్వేరు తాపన పద్ధతులు ఉపయోగించబడుతున్నాయి:
- దాని గుండా ప్రవహించే విద్యుత్తు ద్వారా ప్లాస్మా యొక్క ఓమిక్ హీటింగ్.
- డ్యూటెరియం లేదా ట్రిటియం యొక్క వేడి తటస్థ కణాల కిరణాల ద్వారా వేడి చేయడం.
- వివిధ ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులలో విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ద్వారా వేడి చేయడం.
టోకామాక్‌లో ప్లాస్మా యొక్క ఓహ్మిక్ తాపన ఎల్లప్పుడూ ఉంటుంది, అయితే దానిని 10 - 15 కెవి (100 - 150 మిలియన్ డిగ్రీలు) క్రమంలో థర్మోన్యూక్లియర్ ఉష్ణోగ్రతలకు వేడి చేయడం సరిపోదు. వాస్తవం ఏమిటంటే, ఎలక్ట్రాన్లు వేడెక్కినప్పుడు, ప్లాస్మా నిరోధకత త్వరగా పడిపోతుంది (విలోమానుపాతంలో), కాబట్టి, స్థిరమైన కరెంట్ వద్ద, పెట్టుబడి శక్తి కూడా పడిపోతుంది. ఉదాహరణగా, JET ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో, 3-4 MA కరెంట్‌తో ప్లాస్మాను ~ 2 - 3 keV వరకు మాత్రమే వేడి చేయడం సాధ్యమవుతుందని మేము ఎత్తి చూపుతాము. ఈ సందర్భంలో, ప్లాస్మా నిరోధకత చాలా తక్కువగా ఉంటుంది, అనేక మిలియన్ ఆంపియర్ల (MA) కరెంట్ 0.1 - 0.2 V వోల్టేజ్ వద్ద నిర్వహించబడుతుంది.
హాట్ న్యూట్రల్ బీమ్ ఇంజెక్టర్లు మొదట 1976-77లో అమెరికన్ PLT ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో కనిపించాయి మరియు అప్పటి నుండి అవి సాంకేతిక అభివృద్ధిలో చాలా దూరం వచ్చాయి. ఇప్పుడు ఒక సాధారణ ఇంజెక్టర్ 80 - 150 keV శక్తితో మరియు 3 - 5 MW వరకు శక్తితో కణ పుంజం కలిగి ఉంటుంది. పెద్ద ఇన్‌స్టాలేషన్‌లో, వివిధ శక్తి యొక్క 10 - 15 ఇంజెక్టర్లు సాధారణంగా వ్యవస్థాపించబడతాయి. ప్లాస్మా ద్వారా సంగ్రహించబడిన కిరణాల మొత్తం శక్తి 25 - 30 MWకి చేరుకుంటుంది. ఇది చిన్న థర్మల్ పవర్ ప్లాంట్ యొక్క శక్తితో పోల్చవచ్చు. ITER వద్ద 1 MeV వరకు కణ శక్తి మరియు 50 MW వరకు మొత్తం శక్తితో ఇంజెక్టర్లను వ్యవస్థాపించడానికి ప్రణాళిక చేయబడింది. ఇంకా అలాంటి కట్టలు లేవు, కానీ ఇంటెన్సివ్ డెవలప్‌మెంట్ జరుగుతోంది. ITER ఒప్పందంలో, జపాన్ ఈ పరిణామాలకు బాధ్యత వహించింది.
విద్యుదయస్కాంత తరంగాల ద్వారా ప్లాస్మా వేడి చేయడం మూడు ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులలో ప్రభావవంతంగా ఉంటుందని ఇప్పుడు నమ్ముతారు:
- ఎలక్ట్రాన్లను వాటి సైక్లోట్రాన్ ఫ్రీక్వెన్సీ f ~ 170 GHz వద్ద వేడి చేయడం;
- అయాన్ సైక్లోట్రాన్ ఫ్రీక్వెన్సీ f ~ 100 MHz వద్ద అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల వేడి;
- ఇంటర్మీడియట్ (తక్కువ హైబ్రిడ్) ఫ్రీక్వెన్సీ f ~ 5 GHz వద్ద వేడి చేయడం.
గత రెండు ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధుల కోసం, శక్తివంతమైన రేడియేషన్ మూలాలు చాలా కాలంగా ఉన్నాయి మరియు తరంగ ప్రతిబింబం యొక్క ప్రభావాలను తగ్గించడానికి ప్లాస్మాతో మూలాలను (యాంటెన్నాలు) సరిగ్గా సరిపోల్చడం ఇక్కడ ప్రధాన సమస్య. అనేక పెద్ద ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో, ప్రయోగాత్మకుల యొక్క అధిక నైపుణ్యం కారణంగా, ఈ విధంగా ప్లాస్మాలోకి 10 మెగావాట్ల వరకు శక్తిని ప్రవేశపెట్టడం సాధ్యమైంది.
మొదటి, అత్యధిక పౌనఃపున్య శ్రేణికి, తరంగదైర్ఘ్యం l ~ 2 మిమీతో శక్తివంతమైన రేడియేషన్ మూలాలను అభివృద్ధి చేయడం మొదట్లో సమస్య. ఇక్కడ మార్గదర్శకుడు నిజ్నీ నొవ్‌గోరోడ్‌లోని ఇన్స్టిట్యూట్ ఆఫ్ అప్లైడ్ ఫిజిక్స్. అర్ధ శతాబ్దానికి పైగా ఫోకస్డ్ పని, నిశ్చల రీతిలో 1 MW వరకు శక్తితో రేడియేషన్ మూలాలను (గైరోట్రాన్స్) సృష్టించడం సాధ్యమైంది. ITERలో ఇన్‌స్టాల్ చేయబడే పరికరాలు ఇవి. గైరోట్రాన్స్‌లో, సాంకేతికత ఒక కళారూపానికి తీసుకోబడింది. ఎలక్ట్రాన్ పుంజం ద్వారా తరంగాలను ఉత్తేజపరిచే రెసొనేటర్ 20 సెం.మీ క్రమాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు అవసరమైన తరంగదైర్ఘ్యం 10 రెట్లు తక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, శక్తిలో 95% వరకు చాలా ఎక్కువ ప్రాదేశిక హార్మోనిక్‌లో ప్రతిధ్వనించేలా పెట్టుబడి పెట్టడం అవసరం మరియు మిగిలిన అన్నింటిలో 5% కంటే ఎక్కువ పెట్టుబడి పెట్టకూడదు. ITER కోసం గైరోట్రాన్‌లలో ఒకదానిలో, వ్యాసార్థం = 25 మరియు కోణం = 10లో సంఖ్యలు (నోడ్‌ల సంఖ్య)తో కూడిన హార్మోనిక్ 1.85 mm మందం కలిగిన పాలీక్రిస్టలైన్ డైమండ్ డిస్క్ నుండి గైరోట్రాన్ నుండి రేడియేషన్‌ను అవుట్‌పుట్ చేయడానికి ఎంపిక చేయబడింది. మరియు 106 మిమీ వ్యాసం విండోగా ఉపయోగించబడుతుంది. అందువల్ల, ప్లాస్మా తాపన సమస్యను పరిష్కరించడానికి, భారీ కృత్రిమ వజ్రాల ఉత్పత్తిని అభివృద్ధి చేయడం అవసరం.
6. డయాగ్నస్టిక్స్
100 మిలియన్ డిగ్రీల ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ప్లాస్మాలోకి కొలిచే పరికరాన్ని చొప్పించలేరు. సహేతుకమైన సమాచారాన్ని ప్రసారం చేయడానికి సమయం లేకుండా అది ఆవిరైపోతుంది. అందువల్ల, అన్ని కొలతలు పరోక్షంగా ఉంటాయి. ప్లాస్మా వెలుపల ఉన్న ప్రవాహాలు, క్షేత్రాలు మరియు కణాలు కొలుస్తారు, ఆపై, గణిత నమూనాలను ఉపయోగించి, రికార్డ్ చేయబడిన సంకేతాలు వివరించబడతాయి.
వాస్తవానికి ఏమి కొలుస్తారు?
అన్నింటిలో మొదటిది, ఇవి ప్లాస్మా చుట్టూ ఉన్న సర్క్యూట్లలో ప్రవాహాలు మరియు వోల్టేజీలు. ప్లాస్మా వెలుపల ఉన్న విద్యుత్ మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలను స్థానిక ప్రోబ్స్ ఉపయోగించి కొలుస్తారు. అటువంటి ప్రోబ్స్ సంఖ్య అనేక వందలకు చేరుకుంటుంది. ఈ కొలతల నుండి, విలోమ సమస్యలను పరిష్కరించడం, ప్లాస్మా యొక్క ఆకారాన్ని, గదిలో దాని స్థానం మరియు కరెంట్ యొక్క పరిమాణాన్ని పునర్నిర్మించడం సాధ్యమవుతుంది.
ప్లాస్మా ఉష్ణోగ్రత మరియు సాంద్రతను కొలవడానికి క్రియాశీల మరియు నిష్క్రియ పద్ధతులు రెండూ ఉపయోగించబడతాయి. యాక్టివ్ అంటే మనం కొంత రేడియేషన్ (ఉదాహరణకు, లేజర్ పుంజం లేదా తటస్థ కణాల పుంజం) ప్లాస్మాలోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడినప్పుడు మరియు ప్లాస్మా యొక్క పారామితుల గురించి సమాచారాన్ని కలిగి ఉన్న చెల్లాచెదురుగా ఉన్న రేడియేషన్ కొలవబడినప్పుడు ఒక పద్ధతి అని అర్థం. సమస్య యొక్క ఇబ్బందుల్లో ఒకటి, ఒక నియమం వలె, ఇంజెక్ట్ చేయబడిన రేడియేషన్ యొక్క చిన్న భాగం మాత్రమే చెల్లాచెదురుగా ఉంటుంది. కాబట్టి, ఉష్ణోగ్రత మరియు ఎలక్ట్రాన్ సాంద్రతను కొలవడానికి లేజర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, లేజర్ పల్స్ శక్తిలో 10 -10 మాత్రమే వెదజల్లుతుంది. అయాన్ల ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి న్యూట్రల్స్ యొక్క పుంజాన్ని ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, పుంజం యొక్క తటస్థాలపై ప్లాస్మా అయాన్లు రీఛార్జ్ చేయబడినప్పుడు కనిపించే ఆప్టికల్ లైన్ల తీవ్రత, ఆకారం మరియు స్థానం కొలుస్తారు. ఈ పంక్తుల తీవ్రత చాలా తక్కువగా ఉంటుంది మరియు వాటి ఆకారాన్ని విశ్లేషించడానికి అధిక సెన్సిటివిటీ స్పెక్ట్రోమీటర్లు అవసరం.
నిష్క్రియ పద్ధతులు ప్లాస్మా నుండి నిరంతరం వెలువడే రేడియేషన్‌ను కొలిచే పద్ధతులను సూచిస్తాయి. ఈ సందర్భంలో, విద్యుదయస్కాంత వికిరణం వివిధ ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధులలో లేదా తటస్థ కణాల నుండి తప్పించుకునే ఫ్లక్స్ మరియు స్పెక్ట్రాలో కొలుస్తారు. ఇందులో కఠినమైన మరియు మృదువైన X- కిరణాల కొలతలు, అతినీలలోహిత, ఆప్టికల్, ఇన్‌ఫ్రారెడ్ మరియు రేడియో పరిధులలో కొలతలు ఉంటాయి. స్పెక్ట్రా యొక్క కొలతలు మరియు వ్యక్తిగత రేఖల స్థానాలు మరియు ఆకారాలు రెండూ ఆసక్తికరంగా ఉంటాయి. వ్యక్తిగత డయాగ్నస్టిక్స్‌లో ప్రాదేశిక ఛానెల్‌ల సంఖ్య అనేక వందలకు చేరుకుంటుంది. సిగ్నల్ రికార్డింగ్ ఫ్రీక్వెన్సీ అనేక MHzకి చేరుకుంటుంది. ప్రతి స్వీయ-గౌరవనీయ ఇన్‌స్టాలేషన్ 25-30 డయాగ్నస్టిక్‌ల సమితిని కలిగి ఉంటుంది. ITER టోకామాక్ రియాక్టర్ వద్ద, ప్రారంభ దశలో మాత్రమే అనేక డజన్ల నిష్క్రియ మరియు క్రియాశీల డయాగ్నస్టిక్‌లను కలిగి ఉండటానికి ప్రణాళిక చేయబడింది.
7. ప్లాస్మా యొక్క గణిత నమూనాలు
ప్లాస్మా యొక్క గణిత నమూనా యొక్క సమస్యలను స్థూలంగా రెండు గ్రూపులుగా విభజించవచ్చు. మొదటి సమూహంలో ప్రయోగాన్ని వివరించే పనులు ఉంటాయి. అవి సాధారణంగా తప్పు మరియు క్రమబద్ధీకరణ పద్ధతుల అభివృద్ధి అవసరం. ఈ గుంపు నుండి టాస్క్‌ల యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి.
- ప్లాస్మా వెలుపల ఉన్న క్షేత్రాల యొక్క అయస్కాంత (ప్రోబ్) కొలతల నుండి ప్లాస్మా సరిహద్దు యొక్క పునర్నిర్మాణం. ఈ సమస్య మొదటి రకమైన ఫ్రెడ్‌హోమ్ సమగ్ర సమీకరణాలకు దారి తీస్తుంది లేదా లీనియర్ బీజగణిత వ్యవస్థలను బలంగా క్షీణింపజేస్తుంది.
- తీగ కొలతలను ప్రాసెస్ చేస్తోంది. ఇక్కడ మనం మొదటి రకమైన మిశ్రమ వోల్టెరా-ఫ్రెడ్‌హోమ్ రకం యొక్క సమగ్ర సమీకరణాలకు వచ్చాము.
- స్పెక్ట్రల్ లైన్ కొలతల ప్రాసెసింగ్. ఇక్కడ హార్డ్‌వేర్ ఫంక్షన్‌లను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం, మరియు మేము మళ్లీ మొదటి రకమైన ఫ్రెడ్‌హోమ్ సమగ్ర సమీకరణాలకు వస్తాము.
- ధ్వనించే సమయ సంకేతాల ప్రాసెసింగ్. ఇక్కడ, వివిధ వర్ణపట వియోగాలు (ఫోరియర్, వేవ్‌లెట్) మరియు వివిధ ఆర్డర్‌ల సహసంబంధాల లెక్కలు ఉపయోగించబడతాయి.
- పార్టికల్ స్పెక్ట్రా యొక్క విశ్లేషణ. ఇక్కడ మేము మొదటి రకమైన నాన్ లీనియర్ సమగ్ర సమీకరణాలతో వ్యవహరిస్తున్నాము.
కింది చిత్రాలు పై ఉదాహరణలలో కొన్నింటిని వివరిస్తాయి. MAST ఇన్‌స్టాలేషన్ (ఇంగ్లండ్) వద్ద సాఫ్ట్ ఎక్స్-రే సిగ్నల్స్ యొక్క తాత్కాలిక ప్రవర్తనను మూర్తి 4 చూపుతుంది, కొలిమేటెడ్ డిటెక్టర్‌లతో తీగలతో కొలుస్తారు.
ఇన్‌స్టాల్ చేయబడిన డయాగ్నోస్టిక్స్ 100 కంటే ఎక్కువ సంకేతాలను నమోదు చేస్తుంది. వక్రతలలో పదునైన శిఖరాలు ప్లాస్మా యొక్క వేగవంతమైన అంతర్గత కదలికలకు ("అంతరాయాలు") అనుగుణంగా ఉంటాయి. అటువంటి కదలికల యొక్క ద్విమితీయ నిర్మాణాన్ని పెద్ద సంఖ్యలో సిగ్నల్స్ యొక్క టోమోగ్రాఫిక్ ప్రాసెసింగ్ ఉపయోగించి కనుగొనవచ్చు.
ఒకే MAST సెటప్ నుండి రెండు పల్స్‌ల కోసం ఎలక్ట్రాన్ పీడనం యొక్క ప్రాదేశిక పంపిణీని మూర్తి 5 చూపుతుంది.
లేజర్ పుంజం యొక్క చెల్లాచెదురుగా ఉన్న రేడియేషన్ యొక్క స్పెక్ట్రా వ్యాసార్థం వెంట 300 పాయింట్ల వద్ద కొలుస్తారు. అంజీర్ 5లోని ప్రతి పాయింట్ డిటెక్టర్ల ద్వారా నమోదు చేయబడిన ఫోటాన్ల శక్తి స్పెక్ట్రం యొక్క సంక్లిష్ట ప్రాసెసింగ్ ఫలితంగా ఉంటుంది. లేజర్ పుంజం శక్తిలో కొద్ది భాగం మాత్రమే వెదజల్లుతుంది కాబట్టి, స్పెక్ట్రమ్‌లోని ఫోటాన్ల సంఖ్య తక్కువగా ఉంటుంది మరియు స్పెక్ట్రం వెడల్పు అంతటా ఉష్ణోగ్రతను పునరుద్ధరించడం సరికాని పనిగా మారుతుంది.
రెండవ సమూహం ప్లాస్మాలో సంభవించే మోడలింగ్ ప్రక్రియల యొక్క వాస్తవ సమస్యలను కలిగి ఉంటుంది. టోకామాక్‌లోని హాట్ ప్లాస్మా పెద్ద సంఖ్యలో లక్షణ సమయాలను కలిగి ఉంటుంది, దీని తీవ్రతలు 12 ఆర్డర్‌ల పరిమాణంతో విభిన్నంగా ఉంటాయి. అందువల్ల, ప్లాస్మాలో "అన్ని" ప్రక్రియలను కలిగి ఉన్న నమూనాలు సృష్టించబడవచ్చనే నిరీక్షణ ఫలించలేదు. లక్షణ సమయాలలో చాలా ఇరుకైన బ్యాండ్‌లో మాత్రమే చెల్లుబాటు అయ్యే నమూనాలను ఉపయోగించడం అవసరం.
ప్రధాన నమూనాలు ఉన్నాయి:
- ప్లాస్మా యొక్క గైరోకైనెటిక్ వివరణ.ఇక్కడ, తెలియనిది అయాన్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ ఫంక్షన్, ఇది ఆరు వేరియబుల్స్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది: టొరాయిడల్ జ్యామితి, రేఖాంశ మరియు విలోమ వేగం మరియు సమయంలో మూడు ప్రాదేశిక కోఆర్డినేట్లు. అటువంటి నమూనాలలో ఎలక్ట్రాన్లను వివరించడానికి, సగటు పద్ధతులు ఉపయోగించబడతాయి. ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, అనేక విదేశీ కేంద్రాలలో జెయింట్ కోడ్‌లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. వాటిని లెక్కించడానికి సూపర్ కంప్యూటర్లలో చాలా సమయం అవసరం. ఇప్పుడు రష్యాలో అలాంటి సంకేతాలు లేవు, మిగిలిన వాటిలో డజను ఉన్నాయి. ప్రస్తుతం, గైరోకైనెటిక్ సంకేతాలు 10 -5 -10 -2 సెకన్ల సమయ పరిధిలో ప్లాస్మా ప్రక్రియలను వివరిస్తాయి. ఇది అస్థిరతల అభివృద్ధి మరియు ప్లాస్మా అల్లకల్లోలం యొక్క ప్రవర్తనను కలిగి ఉంటుంది. దురదృష్టవశాత్తు, ఈ సంకేతాలు ప్లాస్మాలో రవాణా యొక్క సహేతుకమైన చిత్రాన్ని ఇంకా అందించలేదు. గణన ఫలితాలను ప్రయోగంతో పోల్చడం ఇంకా ప్రారంభ దశలోనే ఉంది.
- ప్లాస్మా యొక్క మాగ్నెటోహైడ్రోడైనమిక్ (MHD) వివరణ.ఈ ప్రాంతంలో, అనేక కేంద్రాలు సరళ త్రిమితీయ నమూనాల కోసం కోడ్‌లను సృష్టించాయి. వారు ప్లాస్మా స్థిరత్వాన్ని అధ్యయనం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు. నియమం ప్రకారం, పారామితుల స్థలంలో అస్థిరత యొక్క సరిహద్దులు మరియు ఇంక్రిమెంట్ల పరిమాణం వెతకాలి. నాన్ లీనియర్ కోడ్‌లు సమాంతరంగా అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి.
గత 2 దశాబ్దాలుగా, ప్లాస్మా అస్థిరతలకు భౌతిక శాస్త్రవేత్తల వైఖరి గమనించదగ్గ విధంగా మారిందని గమనించండి. 50 మరియు 60 లలో, ప్లాస్మా అస్థిరతలు "దాదాపు ప్రతిరోజు" కనుగొనబడ్డాయి. కానీ కాలక్రమేణా, వాటిలో కొన్ని మాత్రమే ప్లాస్మా యొక్క పాక్షిక లేదా పూర్తి నాశనానికి దారితీస్తాయని స్పష్టమైంది, మిగిలినవి శక్తి మరియు కణాల బదిలీని మాత్రమే పెంచుతాయి (లేదా పెంచవు). ప్లాస్మా పూర్తిగా నాశనానికి దారితీసే అత్యంత ప్రమాదకరమైన అస్థిరతను "స్టాల్ అస్థిరత్వం" లేదా కేవలం "స్టాల్" అని పిలుస్తారు. ఇది నాన్ లీనియర్ మరియు వ్యక్తిగత ప్రతిధ్వని ఉపరితలాలతో అనుబంధించబడిన మరింత ప్రాథమిక సరళ MHD మోడ్‌లు అంతరిక్షంలో కలిసినప్పుడు మరియు తద్వారా అయస్కాంత ఉపరితలాలను నాశనం చేసినప్పుడు అభివృద్ధి చెందుతుంది. స్టాలింగ్ ప్రక్రియను వివరించే ప్రయత్నాలు నాన్ లీనియర్ కోడ్‌ల సృష్టికి దారితీశాయి. దురదృష్టవశాత్తు, ప్లాస్మా విధ్వంసం యొక్క చిత్రాన్ని వివరించే సామర్థ్యం వాటిలో ఏదీ లేదు.
నేడు ప్లాస్మా ప్రయోగాలలో, స్టాల్ అస్థిరతలతో పాటు, తక్కువ సంఖ్యలో అస్థిరతలు ప్రమాదకరంగా పరిగణించబడతాయి. ఇక్కడ మనం వాటిలో రెండు మాత్రమే పేరు పెడతాము. ఇది RWM మోడ్ అని పిలవబడుతుంది, ఇది ఛాంబర్ గోడల యొక్క పరిమిత వాహకత మరియు దానిలోని ప్లాస్మా-స్టెబిలైజింగ్ కరెంట్‌ల డంపింగ్ మరియు ప్రతిధ్వనించే అయస్కాంత ఉపరితలాలపై అయస్కాంత ద్వీపాలు ఏర్పడటానికి సంబంధించిన NTM మోడ్‌తో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. ఈ రోజు వరకు, టొరాయిడల్ జ్యామితిలో అనేక త్రిమితీయ MHD కోడ్‌లు ఈ రకమైన అవాంతరాలను అధ్యయనం చేయడానికి సృష్టించబడ్డాయి. ప్రారంభ దశలో మరియు అభివృద్ధి చెందిన అల్లకల్లోలం యొక్క దశలో ఈ అస్థిరతలను అణిచివేసేందుకు పద్ధతుల కోసం క్రియాశీల శోధన ఉంది.
- ప్లాస్మా, ఉష్ణ వాహకత మరియు వ్యాప్తిలో రవాణా యొక్క వివరణ.సుమారు నలభై సంవత్సరాల క్రితం, టొరాయిడల్ ప్లాస్మాలో రవాణాకు సంబంధించిన క్లాసికల్ (జత చేసిన కణ ఘర్షణల ఆధారంగా) సిద్ధాంతం సృష్టించబడింది. ఈ సిద్ధాంతాన్ని "నియోక్లాసికల్" అని పిలుస్తారు. అయినప్పటికీ, ఇప్పటికే 60 ల చివరలో, ప్లాస్మాలోని శక్తి మరియు కణాల బదిలీ నియోక్లాసికల్ కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉందని ప్రయోగాలు చూపించాయి (మాగ్నిట్యూడ్ 1 - 2 ఆర్డర్‌ల ద్వారా). దీని ఆధారంగా, ప్రయోగాత్మక ప్లాస్మాలో సాధారణ రవాణాను "అనామలాస్" అంటారు.
ప్లాస్మాలోని అల్లకల్లోల కణాల అభివృద్ధి ద్వారా క్రమరహిత రవాణాను వివరించడానికి అనేక ప్రయత్నాలు జరిగాయి. ప్రపంచంలోని అనేక ప్రయోగశాలలలో గత దశాబ్దంలో అనుసరించిన సాధారణ మార్గం క్రింది విధంగా ఉంది. అయాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్ల ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతలతో లేదా ప్లాస్మా యొక్క టొరాయిడల్ జ్యామితిలో చిక్కుకున్న కణాల ఉనికితో సంబంధం ఉన్న డ్రిఫ్ట్-రకం అస్థిరతలు క్రమరహిత రవాణాను నిర్ణయించడానికి ప్రాథమిక కారణం అని భావించబడుతుంది. అటువంటి కోడ్‌లను ఉపయోగించి గణనల ఫలితాలు క్రింది చిత్రానికి దారితీస్తాయి. ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతలు నిర్దిష్ట క్లిష్టమైన విలువను మించి ఉంటే, అప్పుడు అభివృద్ధి చెందుతున్న అస్థిరత ప్లాస్మా టర్బులైజేషన్ మరియు శక్తి ప్రవాహాలలో పదునైన పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది. ఈ ఫ్లక్స్‌లు ప్రయోగాత్మక మరియు క్లిష్టమైన ప్రవణతల మధ్య దూరానికి (కొన్ని మెట్రిక్‌లో) అనులోమానుపాతంలో పెరుగుతాయని భావించబడుతుంది. ఈ మార్గంలో, టోకామాక్ ప్లాస్మాలో శక్తి బదిలీని వివరించడానికి గత దశాబ్దంలో అనేక రవాణా నమూనాలు నిర్మించబడ్డాయి. అయినప్పటికీ, ఈ నమూనాలను ఉపయోగించి గణనలను ప్రయోగంతో పోల్చడానికి చేసే ప్రయత్నాలు ఎల్లప్పుడూ విజయానికి దారితీయవు. ప్రయోగాలను వివరించడానికి, వేర్వేరు డిచ్ఛార్జ్ మోడ్‌లలో మరియు ప్లాస్మా క్రాస్ సెక్షన్ యొక్క వివిధ ప్రాదేశిక పాయింట్ల వద్ద, బదిలీలో వివిధ అస్థిరతలు ప్రధాన పాత్ర పోషిస్తాయని మేము భావించాలి. ఫలితంగా, అంచనా ఎల్లప్పుడూ నమ్మదగినది కాదు.
గత పావు శతాబ్దంలో ప్లాస్మా యొక్క "స్వీయ-సంస్థ" యొక్క అనేక సంకేతాలు కనుగొనబడినందున విషయం మరింత క్లిష్టంగా మారింది. అటువంటి ప్రభావం యొక్క ఉదాహరణ అంజీర్ 6 a, b లో చూపబడింది.
మూర్తి 6a అదే ప్రవాహాలు మరియు అయస్కాంత క్షేత్రాలతో MAST సౌకర్యం యొక్క రెండు డిశ్చార్జెస్ కోసం ప్లాస్మా డెన్సిటీ ప్రొఫైల్స్ n(r)ని చూపుతుంది, కానీ సాంద్రతను నిర్వహించడానికి వేర్వేరు డ్యూటెరియం గ్యాస్ సరఫరా రేట్లతో. ఇక్కడ r అనేది టోరస్ యొక్క కేంద్ర అక్షానికి దూరం. డెన్సిటీ ప్రొఫైల్స్ ఆకారంలో చాలా తేడా ఉన్నట్లు చూడవచ్చు. అంజీర్ 6b లో, అదే పప్పుల కోసం, ఎలక్ట్రాన్ పీడన ప్రొఫైల్స్ చూపబడతాయి, పాయింట్ వద్ద సాధారణీకరించబడతాయి - ఎలక్ట్రాన్ ఉష్ణోగ్రత ప్రొఫైల్. పీడన ప్రొఫైల్స్ యొక్క "రెక్కలు" బాగా సమానంగా ఉన్నాయని చూడవచ్చు. దీని నుండి ఎలక్ట్రాన్ ఉష్ణోగ్రత ప్రొఫైల్‌లు పీడన ప్రొఫైల్‌లను ఒకే విధంగా చేయడానికి “సర్దుబాటు” చేయబడ్డాయి. కానీ దీని అర్థం బదిలీ గుణకాలు "సర్దుబాటు చేయబడ్డాయి", అనగా అవి స్థానిక ప్లాస్మా పారామితుల యొక్క విధులు కాదు. ఈ చిత్రాన్ని మొత్తంగా స్వీయ-సంస్థ అంటారు. అధిక సాంద్రతతో ఉత్సర్గ యొక్క సెంట్రల్ జోన్‌లో ఆవర్తన MHD డోలనాల ఉనికి ద్వారా కేంద్ర భాగంలోని పీడన ప్రొఫైల్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం వివరించబడింది. ఈ నాన్-స్టేషనరిటీ ఉన్నప్పటికీ, రెక్కలపై ఒత్తిడి ప్రొఫైల్‌లు ఒకే విధంగా ఉంటాయి.
స్వీయ-సంస్థ యొక్క ప్రభావం అనేక అస్థిరతల యొక్క ఏకకాల చర్య ద్వారా నిర్ణయించబడుతుందని మా పని ఊహిస్తుంది. వాటిలో ప్రధాన అస్థిరతను గుర్తించడం అసాధ్యం, కాబట్టి బదిలీ యొక్క వర్ణన చెదరగొట్టే ప్రక్రియల కారణంగా ప్లాస్మాలో గ్రహించబడే కొన్ని వైవిధ్య సూత్రాలతో అనుబంధించబడాలి. అటువంటి సూత్రం వలె, కడోమ్ట్సేవ్ ప్రతిపాదించిన కనీస అయస్కాంత శక్తి సూత్రాన్ని ఉపయోగించాలని ప్రతిపాదించబడింది. ఈ సూత్రం కొన్ని ప్రత్యేక ప్రస్తుత మరియు పీడన ప్రొఫైల్‌లను గుర్తించడానికి అనుమతిస్తుంది, వీటిని సాధారణంగా కానానికల్ అని పిలుస్తారు. రవాణా నమూనాలలో అవి క్లిష్టమైన ప్రవణతల వలె అదే పాత్రను పోషిస్తాయి. ఈ మార్గంలో నిర్మించబడిన నమూనాలు టోకామాక్ యొక్క వివిధ ఆపరేటింగ్ మోడ్‌లలో ఉష్ణోగ్రత మరియు ప్లాస్మా సాంద్రత యొక్క ప్రయోగాత్మక ప్రొఫైల్‌లను సహేతుకంగా వివరించడం సాధ్యపడుతుంది.
8. భవిష్యత్తుకు మార్గం. ఆశలు మరియు కలలు.
హాట్ ప్లాస్మా పరిశోధనలో అర్ధ శతాబ్దానికి పైగా, థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌కు మార్గంలో గణనీయమైన భాగం ఆమోదించబడింది. ప్రస్తుతం, ఈ ప్రయోజనం కోసం టోకామాక్-రకం ఇన్‌స్టాలేషన్‌లను ఉపయోగించడం అత్యంత ఆశాజనకంగా ఉంది. సమాంతరంగా, 10-15 సంవత్సరాల ఆలస్యం అయినప్పటికీ, స్టెలరేటర్ల దిశ అభివృద్ధి చెందుతోంది. ఈ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లలో ఏది చివరికి వాణిజ్య రియాక్టర్‌కు మరింత అనుకూలంగా ఉంటుందో ప్రస్తుతం చెప్పడం అసాధ్యం. ఇది భవిష్యత్తులో మాత్రమే నిర్ణయించబడుతుంది.
1960ల నుండి CTS పరిశోధనలో పురోగతి డబుల్ లాగరిథమిక్ స్కేల్‌లో అంజీర్ 7లో చూపబడింది.
1930ల ప్రారంభంలో భూమిపై అణు సంయోగం మొదటిసారిగా సాధించబడింది. సైక్లోట్రాన్‌లో - ఎలిమెంటరీ పార్టికల్స్ యొక్క యాక్సిలరేటర్ - డ్యూటెరియం న్యూక్లియైల బాంబు దాడి జరిగింది. ఈ సందర్భంలో, అధిక ఉష్ణోగ్రత విడుదలైంది, అయితే, ఈ శక్తి ఉపయోగించబడదు. 1950వ దశకంలో, యునైటెడ్ స్టేట్స్, సోవియట్ యూనియన్, గ్రేట్ బ్రిటన్ మరియు ఫ్రాన్స్‌లచే థర్మోన్యూక్లియర్ ఆయుధాల పరీక్షలలో మొదటి భారీ-స్థాయి కానీ అనియంత్రిత ఫ్యూజన్ శక్తి విడుదల చేయబడింది. అయినప్పటికీ, ఇది స్వల్పకాలిక మరియు అనియంత్రిత ప్రతిచర్య, ఇది విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించబడలేదు.
నియంత్రిత థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ కోసం పరిస్థితులను సాధించడం అనేక ప్రధాన సమస్యల ద్వారా అడ్డుకుంటుంది. ముందుగా, మీరు చాలా అధిక ఉష్ణోగ్రతకు వాయువును వేడి చేయాలి. రెండవది, తగినంత కాలం పాటు స్పందించే కేంద్రకాల సంఖ్యను నియంత్రించడం అవసరం. మూడవదిగా, వాయువు యొక్క సాంద్రతను వేడి చేయడానికి మరియు పరిమితం చేయడానికి ఖర్చు చేసిన దాని కంటే విడుదల చేయబడిన శక్తి మొత్తం ఎక్కువగా ఉండాలి. తదుపరి సమస్య ఈ శక్తిని నిల్వ చేయడం మరియు విద్యుత్తుగా మార్చడం.
100,000 C 0 ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అన్ని హైడ్రోజన్ పరమాణువులు పూర్తిగా అయనీకరణం చెందుతాయి. వాయువు విద్యుత్ తటస్థ నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉంటుంది: ధనాత్మకంగా ఛార్జ్ చేయబడిన కేంద్రకాలు మరియు ప్రతికూలంగా ఛార్జ్ చేయబడిన ఉచిత ఎలక్ట్రాన్లు. ఈ స్థితిని ప్లాస్మా అంటారు.
ప్లాస్మా ఫ్యూజన్ కోసం తగినంత వేడిగా ఉంటుంది, కానీ సాధారణ పదార్థాలలో కనుగొనబడదు. ప్లాస్మా చాలా త్వరగా చల్లబడుతుంది, మరియు ఉష్ణోగ్రత వ్యత్యాసం కారణంగా నౌక యొక్క గోడలు నాశనం అవుతాయి. అయినప్పటికీ, ప్లాస్మా అయస్కాంత క్షేత్ర రేఖల చుట్టూ తిరిగే చార్జ్డ్ న్యూక్లియైలు మరియు ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటుంది కాబట్టి, ప్లాస్మా కంటైనర్ గోడలతో ప్రతిస్పందించకుండా అయస్కాంత క్షేత్ర-పరిమిత ప్రాంతంలోనే ఉంటుంది.
ఏదైనా నియంత్రిత ఫ్యూజన్ పరికరంలో, శక్తి విడుదల ప్లాస్మాను పరిమితం చేయడానికి మరియు వేడి చేయడానికి అవసరమైన శక్తిని మించి ఉండాలి. ప్లాస్మా నిర్బంధ సమయం మరియు దాని సాంద్రత n సుమారుగా 10 14 కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఈ పరిస్థితిని తీర్చవచ్చు. నిష్పత్తులు n > 10 14 లాసన్ ప్రమాణం అంటారు.
విద్యుత్ యొక్క ఆశాజనక వనరులలో ఒకటి
థర్మోన్యూక్లియర్ ఎనర్జీ అభివృద్ధి, అనగా. సముద్రపు నీటిలో తరగని పరిమాణంలో ఉండే ట్రిటియం మరియు డ్యూటెరియం (H ఐసోటోపులు) శక్తి.
రసాయన ప్రతిచర్య సమయంలో, అణువుల ఎలక్ట్రాన్ షెల్లు మారుతాయి. IN
అణు ప్రతిచర్య ఫలితంగా, పరమాణు కేంద్రకం యొక్క నిర్మాణం భిన్నంగా మారుతుంది - చాలా
అణువు కంటే మన్నికైనది. అందువల్ల, భారీ కేంద్రకాల క్షయం సమయంలో (ప్రతిచర్యలో
విచ్ఛిత్తి) లేదా, దీనికి విరుద్ధంగా, ఊపిరితిత్తుల కలయిక సమయంలో (సంశ్లేషణ ప్రతిచర్యలలో), ఎప్పుడు
మధ్యస్థ ద్రవ్యరాశి యొక్క మూలకాల యొక్క కేంద్రకాలు ఏర్పడతాయి, భారీ మొత్తంలో విడుదలవుతుంది
ఉదాహరణకు, ఒక యురేనియం పరమాణువు విచ్ఛిత్తి జరిగినప్పుడు, ఒక ప్రతిచర్య ఉపయోగించబడుతుంది
ఆధునిక అణు విద్యుత్ ప్లాంట్లలో శక్తి ఉత్పత్తి - సుమారు 1 MeV విడుదల అవుతుంది
ప్రతి న్యూక్లియాన్ శక్తి. (ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్లను న్యూక్లియోన్లు అంటారు,
పరమాణు కేంద్రకాల యొక్క భాగాలు.) డ్యూటెరియం D యొక్క ప్రతిచర్య సమయంలో
(భారీ హైడ్రోజన్, పరమాణువులో న్యూక్లియస్‌లో న్యూట్రాన్ n ఉంటుంది) ప్రోటాన్ pతో
హీలియం-3 ఐసోటోప్ సంశ్లేషణ చేయబడింది, a?-కణం విడుదల చేయబడుతుంది మరియు సుమారు 5
న్యూక్లియాన్‌కు MeV శక్తి, అనగా. 5 రెట్లు ఎక్కువ: 1D2 + p > 2He3 + ?.
సహజ నీటిలో ప్రతి 7 వేల పరమాణువులకు ఒక డ్యూటీరియం పరమాణువు ఉంటుంది
హైడ్రోజన్, కానీ ఒక గ్లాసు నీటిలో ఉన్న డ్యూటెరియం సరిపోతుంది
బారెల్‌ను కాల్చడం ద్వారా పొందగలిగే శక్తిని అదే మొత్తంలో ఉత్పత్తి చేస్తుంది
గ్యాసోలిన్. ప్రపంచ మహాసముద్రంలో 4·1013 టన్నుల డ్యూటెరియం ఉంది; అది భూలోక నివాసులందరికీ సరిపోతుంది
4 వేల సంవత్సరాలు.
సూపర్ హీవీ ఐసోటోప్ ప్రతిచర్యలలో మరింత ఎక్కువ శక్తి విడుదల అవుతుంది
హైడ్రోజన్ - ట్రిటియం T, ఇందులో రెండు న్యూట్రాన్లు ఉన్నాయి: 1T3 + p > 2He4+ ? + 19.7 MeV
1T3+1D2 > 2He4 + n + 17.6 MeV
ట్రిటియం ప్రకృతిలో లేదు, కానీ అది తగినంత పరిమాణంలో పొందవచ్చు
అణు రియాక్టర్లలో, లిథియం పరమాణువులపై ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది:
N + 3Li7 > 2He4 + T
అయితే, ఈ ప్రతిచర్యను నిర్వహించడం చాలా కష్టం: ఇది మాత్రమే ప్రారంభమవుతుంది
అణువుల కేంద్రకాలు శక్తులు ఉత్పన్నమయ్యేంత దగ్గరగా వచ్చిన సందర్భంలో
అణు ఆకర్షణ (బలమైన పరస్పర చర్య అని పిలవబడేది). ఈ
దూరం అణువు పరిమాణం కంటే ఐదు ఆర్డర్‌ల పరిమాణం తక్కువగా ఉంటుంది మరియు ఎలక్ట్రాన్లు
వాటి కక్ష్యలలోనే ఉంటాయి, అవి పరమాణువుల కేంద్రకాలను దగ్గరికి అనుమతించవు. అవును మరియు
న్యూక్లియైలు, బలమైన పరస్పర చర్యకు ముందు, కూలంబ్ ద్వారా తిప్పికొట్టబడతాయి
న్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ శక్తిని పొందడం ఆచరణాత్మకంగా అందుబాటులోకి వస్తే, అది క్రింది ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది: మొదటిది, అపరిమిత ఇంధన వనరు, సముద్రం నుండి డ్యూటెరియం; రెండవది, ఇది రియాక్టర్లో ప్రమాదం సంభవించే అవకాశాన్ని తొలగిస్తుంది, ఎందుకంటే వ్యవస్థలో ఇంధనం చాలా తక్కువగా ఉంటుంది; మరియు మూడవది, వ్యర్థాలు చాలా తక్కువ రేడియోధార్మికత మరియు క్షయం ప్రతిచర్యల నుండి వ్యర్థాల కంటే నిల్వ చేయడం సులభం.
1థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ల నుండి చివరకు పొందగలిగే శక్తి యొక్క ఆసన్న వినియోగం గురించి చాలా అధికారిక విదేశీ నిపుణుల నుండి సంపూర్ణ విశ్వాసంతో పూర్తి ప్రకటనలు ఉన్నప్పటికీ, ప్రతిదీ అంత ఆశాజనకంగా లేదు. థర్మోన్యూక్లియర్ ఎనర్జీ, అకారణంగా అర్థమయ్యేలా మరియు ప్రాప్యత చేయగలిగింది, వాస్తవానికి ఇప్పటికీ ఆచరణలో విస్తృత మరియు విస్తృతమైన అమలుకు దూరంగా ఉంది. ఇటీవల, ఇంటర్నెట్‌లో గులాబీ సందేశాలు మళ్లీ కనిపించాయి, "సమీప భవిష్యత్తులో ఫ్యూజన్ రియాక్టర్‌ను రూపొందించడానికి వాస్తవంగా ఎటువంటి సాంకేతిక అడ్డంకులు లేవు" అని సాధారణ ప్రజలకు భరోసా ఇచ్చారు. అయితే ఇంతకు ముందు కూడా అలాంటి విశ్వాసం ఉండేది. ఇది చాలా ఆశాజనకంగా మరియు పరిష్కరించదగిన సమస్యగా అనిపించింది. కానీ డజన్ల కొద్దీ సంవత్సరాలు గడిచాయి, మరియు వారు చెప్పినట్లుగా, బండి ఇప్పటికీ ఉంది. అత్యంత సమర్థవంతమైన పర్యావరణ అనుకూల శక్తి వనరు ఇప్పటికీ మానవాళి నియంత్రణకు మించినది. మునుపటిలాగే, ఇది పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి యొక్క మంచి విషయం, ఇది ఏదో ఒక రోజు విజయవంతమైన ప్రాజెక్ట్‌లో ముగుస్తుంది - ఆపై కార్నూకోపియా నుండి శక్తి మనకు వస్తుంది. కానీ వాస్తవం ఏమిటంటే, అటువంటి సుదీర్ఘ పురోగతి, సమయాన్ని గుర్తించడం వంటిది, మీరు చాలా తీవ్రంగా ఆలోచించేలా చేస్తుంది మరియు ప్రస్తుత పరిస్థితిని అంచనా వేయవచ్చు. మేము కొన్ని ముఖ్యమైన అంశాలను తక్కువగా అంచనా వేస్తే, ఏదైనా పారామితుల యొక్క ప్రాముఖ్యత మరియు పాత్రను పరిగణనలోకి తీసుకోవద్దు. అన్నింటికంటే, సౌర వ్యవస్థలో కూడా ఆపరేషన్‌లోకి రాని థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ ఉంది. ఇది బృహస్పతి గ్రహం. ద్రవ్యరాశి మరియు గురుత్వాకర్షణ సంపీడనం లేకపోవడం వల్ల పెద్ద గ్రహాల యొక్క ఈ ప్రతినిధి అవసరమైన శక్తిని చేరుకోవడానికి మరియు సౌర వ్యవస్థలో మరొక సూర్యుడిగా మారడానికి అనుమతించలేదు. సాంప్రదాయిక అణు ఇంధనం వలె, చైన్ రియాక్షన్ జరగడానికి అవసరమైన ఒక క్లిష్టమైన ద్రవ్యరాశి ఉందని తేలింది, కాబట్టి ఈ సందర్భంలో పరిమిత పారామితులు ఉన్నాయి. సాంప్రదాయ అణు ఛార్జ్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు అవసరమైన కనీస ద్రవ్యరాశిపై పరిమితులను ఎలాగైనా అధిగమించడానికి, పేలుడు సమయంలో పదార్థం యొక్క కుదింపు ఉపయోగించబడుతుంది, అప్పుడు థర్మోన్యూక్లియర్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌లను సృష్టించే విషయంలో, కొన్ని ప్రామాణికం కాని పరిష్కారాలు కూడా అవసరం.
సమస్య ఏమిటంటే ప్లాస్మాను పొందడమే కాదు, అలాగే ఉంచుకోవాలి. సృష్టించబడుతున్న థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ యొక్క ఆపరేషన్‌లో మాకు స్థిరత్వం అవసరం. అయితే ఇది పెద్ద సమస్య.
వాస్తవానికి, థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క ప్రయోజనాల గురించి ఎవరూ వాదించరు. శక్తిని పొందేందుకు ఇది దాదాపు అపరిమిత వనరు. కానీ రష్యన్ ఏజెన్సీ ITER డైరెక్టర్ (మేము అంతర్జాతీయ ప్రయోగాత్మక థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ గురించి మాట్లాడుతున్నాము) సరిగ్గా 10 సంవత్సరాల క్రితం USA మరియు ఇంగ్లాండ్ థర్మోన్యూక్లియర్ ఇన్‌స్టాలేషన్‌ల నుండి శక్తిని పొందాయి, అయితే దాని ఉత్పత్తి పెట్టుబడి శక్తికి దూరంగా ఉంది. గరిష్టంగా 70% కంటే తక్కువగా ఉంది. కానీ ఆధునిక ప్రాజెక్ట్ (ITER) పెట్టుబడితో పోలిస్తే 10 రెట్లు ఎక్కువ శక్తిని పొందడం. అందువల్ల, ప్రాజెక్ట్ సాంకేతికంగా సంక్లిష్టమైనది మరియు దానికి సర్దుబాట్లు చేయబడతాయని ప్రకటనలు, అలాగే, వాస్తవానికి, రియాక్టర్ యొక్క ప్రారంభ తేదీలకు, మరియు, తత్ఫలితంగా, ఈ అభివృద్ధిలో పెట్టుబడి పెట్టిన రాష్ట్రాలకు పెట్టుబడి తిరిగి , చాలా ఆందోళనకరంగా ఉన్నాయి.
అందువల్ల, ప్రశ్న తలెత్తుతుంది, సహజ థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్లలో (నక్షత్రాలు) ప్లాస్మాను అయస్కాంత క్షేత్రాలతో కలిగి ఉన్న శక్తివంతమైన గురుత్వాకర్షణను భర్తీ చేసే ప్రయత్నం ఎంత సమర్థించబడుతోంది - మానవ ఇంజనీరింగ్ సృష్టి ఫలితంగా? థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ యొక్క ప్రయోజనం - శక్తి విడుదల అనేది సంభవించే ఉష్ణ విడుదల కంటే మిలియన్ల రెట్లు ఎక్కువ, ఉదాహరణకు, సాంప్రదాయ ఇంధనాన్ని కాల్చేటప్పుడు - - అదే సమయంలో, ఇది విజయవంతంగా అరికట్టడానికి అడ్డంకి. శక్తి విచ్ఛిన్నం. తగినంత స్థాయి గురుత్వాకర్షణ ద్వారా సులభంగా పరిష్కరించబడేది ఇంజనీర్లు మరియు శాస్త్రవేత్తలకు చాలా కష్టమైన పని అవుతుంది. అందుకే థర్మోన్యూక్లియర్ ఎనర్జీకి సంబంధించిన తక్షణ అవకాశాలకు సంబంధించి ఆశావాదాన్ని పంచుకోవడం చాలా కష్టం. సహజ థర్మోన్యూక్లియర్ రియాక్టర్ - సూర్యుడిని ఉపయోగించటానికి చాలా ఎక్కువ అవకాశం ఉంది. ఈ శక్తి కనీసం మరో 5 బిలియన్ సంవత్సరాల వరకు ఉంటుంది. మరియు దాని కారణంగా, ఫోటోసెల్స్, థర్మోఎలిమెంట్స్ మరియు కొన్ని ఆవిరి బాయిలర్లు కూడా పని చేస్తాయి, దీని కోసం లెన్సులు లేదా గోళాకార అద్దాలను ఉపయోగించి నీరు వేడి చేయబడుతుంది.
గ్రంథ పట్టిక లింక్
సిలేవ్ I.V., రాడ్చెంకో T.I. థర్మోన్యూక్లియర్ ఫ్యూజన్ కోసం ఇన్‌స్టాలేషన్‌లను రూపొందించడంలో సమస్యలు // ఇంటర్నేషనల్ జర్నల్ ఆఫ్ అప్లైడ్ అండ్ ఫండమెంటల్ రీసెర్చ్. - 2014. - నం. 1. - పి. 37-38;URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=4539 (యాక్సెస్ తేదీ: 09.19.2019). పబ్లిషింగ్ హౌస్ "అకాడెమీ ఆఫ్ నేచురల్ సైన్సెస్" ప్రచురించిన మ్యాగజైన్‌లను మేము మీ దృష్టికి తీసుకువస్తాము