İspanyol mühendisler, nükleer fisyon yerine nükleer füzyona dayanan, eylemsiz plazma sınırlamalı, çevre dostu bir füzyon reaktörünün prototipini geliştirdiler. Buluşun yakıtta önemli tasarruf sağlayacağı ve çevre kirliliğini önleyeceği iddia ediliyor.
Madrid Politeknik Üniversitesi'nden Profesör José González Diez, yakıt olarak hidrojen izotopu kullanan, sudan izole edilebilen ve elektrik üretiminde önemli tasarruf sağlayan bir reaktörün patentini aldı. Reaktördeki sentez, 1000 MW'lık lazer radyasyonu kullanılarak gerçekleşir.
Nükleer füzyon, güvenlik ve finansal faydalar açısından nükleer fisyona alternatif sağlamak amacıyla uzun yıllardır çalışılmaktadır. Ancak günümüzde sürekli yüksek gerilim elektrik enerjisi üretimine yönelik tek bir füzyon reaktörü bulunmamaktadır. Doğal termonükleer reaktörün bir örneği, içinde çok yüksek sıcaklıklara ısıtılan plazmanın yüksek yoğunlukta tutulduğu Güneş'tir.
Fusion Power projesinin bir parçası olarak Gonzalez Diez, eylemsiz plazma sınırlamalı bir füzyon reaktörünün prototipini yarattı. Reaktörün sentez odası, kullanılan yakıt türüne uyum sağlayabilmektedir. Teorik olarak olası reaksiyonlar döteryum-trityum, döteryum-döteryum veya hidrojen-hidrojen olabilir.
Haznenin boyutları ve şekli, yakıt türüne bağlı olarak uyarlanabilir. Ek olarak, harici ve dahili ekipmanın şeklini, soğutucu tipini vb. değiştirmek mümkün olacaktır.
Fizik ve matematik bilimleri adayı Boris Boyarshinov'a göre termonükleer reaktör yaratma projeleri kırk yıldır uygulanıyor.
“70'li yıllardan bu yana kontrollü termonükleer füzyon sorunu akut hale geldi, ancak şimdiye kadar termonükleer reaktör yaratmaya yönelik çok sayıda girişim başarısız oldu. Buluşuyla ilgili çalışmalar halen devam ediyor ve büyük olasılıkla yakında başarı ile taçlandırılacak," diye belirtti Bay Boyarshinov.
Greenpeace Rusya enerji programının başkanı Vladimir Chuprov, termonükleer füzyon kullanma fikrine şüpheyle yaklaşıyor.
"Bu güvenli bir süreçten çok uzak. Termonükleer reaktörün yanına bir uranyum-238 “battaniyesi” koyarsanız, tüm nötronlar bu kabuk tarafından emilecek ve uranyum-238, plütonyum-239 ve 240'a dönüştürülecektir. Ekonomik açıdan bakıldığında, olsa bile Termonükleer füzyon gerçekleştirilebilir ve ticari kullanıma sunulabilir, maliyeti her ülkenin karşılayamayacağı kadar yüksektir, çünkü bu sürece hizmet etmek için çok yetkin personele ihtiyaç vardır" diyor ekolojist.
Ona göre, bu teknolojilerin karmaşıklığı ve yüksek maliyeti, teknik düzeyde gerçekleşse bile herhangi bir projenin tökezleyeceği bir engeldir. “Ancak başarılı olsalar bile, yüzyılın sonuna kadar füzyon istasyonlarının maksimum kurulu kapasitesi 100 GW olacak, bu da insanlığın ihtiyaç duyacağı miktarın yaklaşık %2'si anlamına geliyor. Sonuç olarak termonükleer füzyon küresel sorunu çözmüyor,” diye emin Bay Chuprov.
Bu hafta kontrollü termonükleer füzyon teknolojisinin pratik kullanımında bir atılım yapıldığına dair sansasyonel raporlar vardı. Araştırmacılara göre termonükleer reaktörler oldukça kompakt olabiliyor. Bu onları gemilerde, uçaklarda, küçük şehirlerde ve hatta uzay istasyonlarında kullanıma uygun hale getiriyor.
Soğuk füzyon reaktörü doğrulandı
8 Ekim 2014'te İtalya ve İsveç'ten bağımsız araştırmacılar oluşturulan verilerin doğrulamasını tamamladı. Andrea Rossi Soğuk füzyon reaktörüne dayalı elektrik üretimine yönelik E-CAT cihazları. Bu yılın Nisan-Mart aylarında, altı profesör jeneratörün çalışmasını incelemek ve olası tüm parametreleri ölçmek için 32 gün harcadı ve ardından sonuçları işlemek için altı ay harcadı. Denetim sonuçlarına göre bir rapor yayımlandı.
Kurulum, her biri 3 küçük dahili soğuk füzyon reaktöründen oluşan 52 ila 100 veya daha fazla ayrı E-Cat “modülünü” içeriyor. Tüm modüller, herhangi bir yere monte edilebilen normal bir çelik konteynırın (5 m x 2,6 m x 2,6 m boyutlarında) içine monte edilir. Kara, deniz veya hava yoluyla teslimat mümkündür.
Komisyonun raporuna göre, E-SAT jeneratörü çok büyük miktarda ısı üretiyor; 32 gün boyunca 1,5 megawatt saatten fazla enerji üretti. Cihazın kendisinde “yanıcı” malzemelerin izotopik bileşimi değişir, yani nükleer reaksiyonlar meydana gelir.
Bununla birlikte, yaygın olarak kullanılan nükleer fisyon reaktörlerinin aksine, E-Cat soğuk füzyon reaktörü radyoaktif malzeme tüketmez, çevreye radyoaktif emisyon salmaz, nükleer atık üretmez ve reaktör kabuğunun veya çekirdeğinin erimesi gibi potansiyel tehlikeleri taşımaz. Tesis yakıt olarak çok az miktarda nikel ve hidrojen kullanıyor.
E-SAT'ın ilk halka açık gösterimi Ocak 2011'de gerçekleşti. Daha sonra akademik çevrelerde tam bir inkar ve cehaletle karşılaştı. Sahtecilik şüpheleri bir dizi düşünceyle desteklendi: Birincisi, Rossi bir bilim adamı değil, saygın bir üniversiteden mezun olmuş bir mühendis; ikincisi, başarısız projeler nedeniyle bir dizi kovuşturma takip edildi ve üçüncüsü, reaktöründe olup bitenleri bilimsel bir bakış açısıyla açıklayamadı.
İtalyan Patent Ajansı, resmi (teknik olmayan) bir incelemenin ardından Andrea Rossi'nin buluşu için patent verdi ve uluslararası patent başvurusu, "genel kabul görmüş fizik yasaları ve yerleşik teorilerle olası bir çelişki" nedeniyle olumsuz bir ön inceleme aldı ve bu nedenle, başvurunun deneysel kanıtlarla veya modern bilimsel teorilere dayanan sağlam teorik gerekçelerle desteklenmesi gerekiyordu.
Daha sonra bir dizi başka tarama ve test yapıldı; bu sırada Rossi dolandırıcılıktan mahkum edilemedi. Bu yıl Mart-Nisan aylarında yapılan son testte de belirtildiği gibi olası tüm yorumlar dikkate alındı.
Profesörler raporu şu sözlerle sonlandırdı: "Bu sonuçların hala ikna edici bir teorik açıklamanın olmaması elbette tatmin edici değil, ancak deneyin sonucu sırf teorik anlayış eksikliği nedeniyle reddedilemez veya göz ardı edilemez."
Neredeyse iki yıldır Rossi'nin nereye kaybolduğu belli değildi. Soğuk füzyonun karşıtları sevindi. Onlara göre dolandırıcı olması gereken yerde başarısız oldu. IGSO Ekonomik Araştırma Merkezi başkanı, Andrea Rossi'nin teorik fiziğin temellerini bilmediğine ve inanılmaz cehaleti nedeniyle başarısızlığa mahkum olduğuna dair güvence verdiklerini söylüyor Vasili Koltaşov. - 2013 yılında St. Petersburg Uluslararası Ekonomik Forumu'nda gazeteci kılığında Rusya Bilimler Akademisi Başkanı Vladimir Fortov'a soğuk nükleer dönüşüm umutları ve Rusya'nın çalışmaları hakkında ne düşündüğünü sorduğumu hatırlıyorum. . Fortov, tüm bunların ilgiyi hak etmediğini ve hiçbir şansı olmadığını ve bunlara yalnızca geleneksel nükleer enerjinin sahip olduğunu söyledi. Her şeyin tamamen farklı olduğu ortaya çıktı. Her şey “Enerji Devrimi: Dünya Enerjisinin Sorunları ve Beklentileri” raporunda öngördüğümüz gibi çıkıyor. Eski enerji endüstrisi ölmek zorunda kalacak ve hiçbir "kaya devrimi" onu kurtaramayacak. Elektrik üretim maliyetlerinin azalmasıyla birlikte üretim otomasyonunda atılım ve robotların devreye girmesi fırsatı doğacaktır. Tüm dünya ekonomisi değişecek. Ama görünüşe göre ilki Amerika Birleşik Devletleri olacak. Peki neden hepsi? Çünkü teorik fizik konusunda çok az anlayışları var ama üretim maliyetlerini düşürmeye ve karlılığı artırmaya çalışıyorlar. Ancak Rusya enerji devrimine son vermeyecek; her şey daha yeni başlıyor. Başka atılımlar da olacak.
Bu arada, Amerikan şirketi Lockheed Martin Corp dün kontrollü termonükleer füzyon teknolojisinin pratik kullanımı alanında teknolojik atılımını duyurdu. Önümüzdeki on yılda, kompakt bir füzyon reaktörünün ticari bir prototipini sunmayı vaat ediyor ve ilk prototipin bir yıl içinde ortaya çıkması bekleniyor.
Lockheed Martin Kontrollü Füzyonda Çığır Açtığını Duyurdu
Kontrollü termonükleer füzyon, modern enerjinin Kutsal Kâsesidir. Klasik nükleer teknolojilerin gelişimini büyük ölçüde engelleyen yaygın radyofobi göz önüne alındığında, birçok kişi bunun fosil yakıtlara tek gerçek alternatif olduğunu düşünüyor. Ancak bu Kâse'ye giden yol çok çetrefilli ve EAST tesisinde çalışan Çinli bilim insanları ancak yakın zamanda Lawson kriterini aşmayı ve 1,25 civarında bir enerji verim katsayısı elde etmeyi başardılar. Termonükleer füzyon elde etme alanındaki tüm ana başarıların tokamak tipi tesislerde elde edildiği ve bunlara Avrupa Birliği'nde inşa edilmekte olan ITER deneysel reaktörünün de dahil olduğu unutulmamalıdır.
Tokamak'ın çalışan kalbi böyle görünüyor
Ve tokamakların bariz avantajlarının yanı sıra bir takım dezavantajları da var. Bunlardan en önemlisi, bu tipteki tüm reaktörlerin, enerji sektöründe endüstriyel kullanım için pek uygun olmayan darbeli modda çalışacak şekilde tasarlanmış olmasıdır. "Yıldızlaştırıcı" olarak adlandırılan başka bir reaktör türü ilginç sonuçlar vaat ediyor, ancak yıldızlaştırıcının tasarımı, manyetik bobinlerin ve plazma odasının kendisinin özel topolojisi nedeniyle çok karmaşıktır ve reaksiyonun ateşlenmesi için koşullar daha fazladır. katı. Ve her seferinde büyük sabit kurulumlardan bahsediyoruz.
Stellarator yapılandırma seçeneklerinden biri
Ancak görünen o ki Lockheed Martin, uzun süredir umutsuz olarak kabul edilen bir alanda bir atılım gerçekleştirmeyi başardı. Hepsinden önemlisi, Lockheed Matrin'in sahibi olduğu Skunk Works laboratuvarı çalışanları tarafından yayınlanan şema, kısaca "ayna hücresi" olarak adlandırılan, manyetik aynalara sahip doğrusal bir plazma tuzağını andırıyor. Bu projeye katılan bilim adamlarının, güçlü manyetik alanların etkisi altında süperiletkenliğin bozulması ve yapının yetersiz uzunluğu ile ilişkili "ayna hücresi" nin ana sorununu çözmeyi başarmaları mümkündür. Daha önce bu proje üzerindeki çalışmalar gizlilik perdesi altında yürütülüyordu ancak artık bu gizlilik kaldırıldı ve Lockheed Martin hem kamu hem de özel sektör ortaklarını açık işbirliğine davet ediyor.
Skunk Works reaktörünün basitleştirilmiş diyagramı
Ancak, çıkışta bir nötron üreten bir döteryum-trityum reaksiyonundan bahsettiğimizi belirtmekte fayda var; insanlık bunu, reaktörün örtüsü tarafından emilme ve ardından termal salınım dışında başka şekilde nasıl kullanılacağını henüz bilmiyor. Enerji klasik buhar-su döngüsüne aktarılır. Bu, yüksek basınçların, yüksek hızlı türbinlerin ve ne yazık ki battaniyede indüklenen radyoaktivitenin ortadan kaybolmayacağı, dolayısıyla plazma odasının kullanılmış bileşenlerinin atılması gerekeceği anlamına gelir. Tabii ki, döteryum-trityum tipi termonükleer füzyonun radyasyon tehlikesi, klasik fisyon reaksiyonlarından birkaç kat daha düşüktür, ancak yine de bunu hatırlamalı ve güvenlik kurallarını ihmal etmemelisiniz.
Elbette şirket, çalışmaları hakkında tam verileri açıklamıyor ancak yaklaşık 2x3 metre boyutlarında, yani yaklaşık 100 megavat gücünde bir reaktör oluşturmaktan bahsettiğimizi, yani bir platforma kolayca sığabilecek bir reaktör oluşturmaktan bahsettiğimizi ima ediyor. sıradan kamyon. bundan eminim Tom McGuire, projeye liderlik eden kişi.
Tom McGuire T-4 deneysel kurulumunun önünde
İlk deneysel prototipin bir yıl içinde üretilip test edilmesi gerekiyor; kurulumun endüstriyel prototiplerinin ise önümüzdeki beş yıl içinde ortaya çıkması bekleniyor. Bu, ITER'deki çalışma hızından çok daha hızlıdır. Ve 10 yıl içinde her şey planlandığı gibi giderse bu tip seri reaktörler ortaya çıkacak. McGuire'ın ekibine iyi şanslar dileyelim, çünkü eğer başarılı olurlarsa, o zaman bu neslin ömrü boyunca insanlığın enerji sektöründe yeni bir çağ görme şansımız olacak.
Rus bilim adamlarının tepkisi
Ulusal Araştırma Merkezi "Kurçatov Enstitüsü" Başkanı Evgeny Velikhov TASS ile yaptığı röportajda Amerikan şirketindeki bu tür gelişmeler hakkında hiçbir şey bilmediğini söyledi. "Bunu bilmiyorum, bence fantezi. Lockheed Martin'in bu alandaki projelerini bilmiyorum" dedi. "Bunu geliştirip gösterecekler."
ITER-Rusya proje ofisi başkanına göre (ITER, deneysel bir termonükleer reaktör - TASS oluşturmaya yönelik uluslararası bir projedir), Fiziksel ve Matematik Bilimleri Doktoru Anatoly Krasilnikova Amerikan endişesinin açıklamaları bilimle hiçbir ilgisi olmayan bir reklam kampanyasıdır.
TASS'ın bir sorusunu yanıtlayarak, "Hiçbir prototipleri olmayacak. İnsanlık on yıllardır çalışıyor ve Lockheed Martin bunu alıp piyasaya sürecek mi?" dedi. Gerçek bir termonükleer reaktörün bununla hiçbir ilgisi yok."
İşin gizliliğine ilişkin bilgileri yorumlayan bilim insanı, "Evet, anlamayanlar için bu doğru gibi görünüyor. İnsanlığın açıkta yaptığı çalışmaları kapalı bir şekilde yürütmek mümkün değil" diye ekledi. "Farklı fizikleri ve farklı doğa yasaları var mı?"
Krasilnikov'a göre Lockheed Martin, keşfinin ayrıntılarını açıklamıyor çünkü profesyonel camia şirketi derhal ifşa edecek. “Enstalasyonun adını vermiyorlar ve bunu söyler söylemez profesyoneller bunun bir PR kampanyası olduğunu anlayacaklar, çünkü bu bir bilim değil. , bu tamamen farklı bir faaliyet. Onlar bilimle meşgul değiller, en azından bunu bilmiyorum. Bu, dikkat çekmeye karar veren, daha sonra hisselerden yararlanıp kâr elde eden bir grup girişimci insandır.
Krasilnikov, Rusya'da geliştirilmekte olan pilot termonükleer hibrit reaktör projesini hatırlattı. Bildirildiği üzere inşaatına ancak 2030 yılında başlanabilir.
"Rusya şu anda nükleer fisyon prensibiyle çalışan bir nükleer reaktör ile füzyon prensibiyle çalışan bir termonükleer reaktör teknolojilerinin birleşiminden oluşan deneysel bir hibrit reaktör projesi geliştiriyor" diye açıkladı. Deneysel (aşama) aşamada elde edilen sonuçlara göre bir sonraki adım 2030 olacaktır."
Metin
Oleg Akbarov
Metin
Nikolay Udintsev
Dün Amerikan şirketi Lockheed Martin, taşınabilir bir termonükleer reaktör yaratmayı planladığını duyurdu. Basın açıklamasına göre, şimdiye kadar çözülemeyen sorunların çözümünde önemli ilerlemeler kaydedildi ve ilk tam işlevsel prototip 2019'da ortaya çıkacak. Dalgalanan enerji fiyatlarının bu kadar önemli olduğu bir dünyada, böyle bir teknolojinin ortaya çıkışı küresel olarak sadece çevresel değil, aynı zamanda ekonomik ve politik manzarayı da değiştirebilir. Bana Bak sorunun geçmişini çözdü ve ayrıca Lockheed Martin'in kim olduğunu ve ne hazırladıklarını daha ayrıntılı olarak öğrendi.
Termonükleer reaksiyon nasıl çalışır?
Mevcut nükleer reaktörler, süper ağır elementlerin atom çekirdeklerinin bozunmasını kullanıyor. bunun sonucunda daha hafif olanlar oluşur ve enerji açığa çıkar. Termonükleer bir reaksiyon sırasında, daha hafif elementlerin atomlarının çekirdekleri, termal hareketin kinetik enerjisi nedeniyle daha ağır olanlarla birleşir. Örneğin Güneş ve diğer yıldızlar aynı prensipte çalışırlar.
Bu etkiyi elde etmek için, Coulomb bariyerini aşan çekirdeklerin, çekirdeklerin boyutlarına yakın ve atomun boyutundan çok daha az bir mesafeye yaklaşması gerekir. Bu koşullar altında çekirdekler artık birbirini itemez, dolayısıyla daha ağır bir element halinde birleşmeye zorlanırlar. Ve birleştiklerinde önemli miktarda güçlü etkileşim enerjisi açığa çıkar. Reaktörün ürünüdür.
Ne yapmak istiyorlar
Lockheed Martin'de çalışıyor
Lockheed Martin onlarca yıldır Pentagon'un önemli bir tedarikçisi olmuştur. U-2 keşif uçağı, F-117 Nighthawk, F-22 Raptor savaş uçakları ve diğer 22 uçağın geliştirilmesinden sorumludur. Ancak gelirinin yaklaşık yüzde 90'ını ABD Savunma Bakanlığı'ndan alan şirketin son yıllarda askeri sözleşme sayısı da azalmaya başladı. Lockheed Martin'in alternatif enerjiyle ilgilenmesinin nedeni budur.
→ Lockheed Martin: Kompakt Füzyon Araştırma ve Geliştirme
Şu anda tokamaklarda kontrollü termonükleer reaksiyonlar gerçekleştirilmektedir. veya yıldızlaştırıcılar. Bunlar yüksek sıcaklıkta plazma içeren simit şeklindeki tesislerdir. (bir milyon kelvin üzerindeki sıcaklık) güçlü bir elektromıknatıs kullanarak içeride. Bu yaklaşımın sorunu, bu aşamada alınan enerjinin neredeyse tesisin çalışmasını sürdürmek için harcanan enerjiye eşit olmasıdır.
Lockheed Martin ekibinin konsepti ile tokamak arasındaki temel fark şudur: plazmanın farklı bir şekilde muhafaza edildiğini: simit şeklindeki odalar yerine bir dizi süper iletken bobin kullanılır. Reaksiyonun gerçekleştiği odanın tamamını tutan farklı bir manyetik alan geometrisi oluştururlar. Plazma basıncı ne kadar büyük olursa, manyetik alan da onu o kadar güçlü tutacaktır.
Skunk Works Revolutionaly Teknoloji Programları başkanı Thomas McGuire, "Kompakt füzyon reaktörü teknolojimiz, manyetik plazmanın hapsedilmesi sorununa yönelik birçok yaklaşımı birleştiriyor ve prototip reaktörün önceki konseptlerden %90 daha küçük olmasını sağlıyor" dedi. (Lockheed Martin'in bir parçası).
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde nükleer füzyon konulu yüksek lisans tezini savunan McGuire'a göre, "esasen farklı kavramları tek bir prototipte birleştirerek her birinin boşluklarını diğerinin avantajlarıyla doldurdu." Sonuç, Lockheed Martin'deki ekibinin üzerinde çalıştığı temelde yeni bir ürün.
Taşınabilir bir reaktörün yaklaşık 20 kg füzyon yakıtına ihtiyacı vardır
→ Geleneksel reaktörlerçöp depolama alanlarının tamamını işgal ediyor ve yüzlerce uzman tarafından hizmet veriliyor
Reaktörün bir kamyon römorkuna sığacak kadar büyük inşa edilmesi planlansa da, gücünün küçük bir şehre veya 80 bin eve yetecek kadar olması gerekiyor. Ucuz ve çevre dostu hidrojeni dönüştürecek (döteryum ve trityum) helyuma dönüşür. Aynı zamanda taşınabilir bir reaktörün yılda yaklaşık 20 kg termonükleer yakıta ihtiyacı vardır. Lockheed Martin temsilcilerine göre atık hacmi, örneğin kömürle çalışan bir enerji santralinin işletilmesinden kaynaklanan atıklardan çok daha az olacak.
Şirket, 2016 yılına kadar bir prototip taşınabilir füzyon reaktörü inşa etmeyi planlıyor. 2019 yılına kadar ilk 100 MW'lık prototipler ve 2024 yılına kadar çalışan modeller. Cihazların yaygın dağıtımının 2045 yılına kadar yapılması planlanıyor.
Kontrollü termonükleer füzyon insanlığa ne kazandıracak?
Ekolojik olarak
temiz enerji
Termonükleer bir reaksiyon nükleer olandan çok daha güvenlidir.Örneğin termonükleer bir reaksiyonun kontrolden çıkmasının neredeyse imkansız olduğu düşünülmektedir. Reaktörde bir kaza meydana gelirse, çevreye verilen zarar, nükleer reaktörde meydana gelen bir kazaya göre birkaç kat daha az olacaktır. Döteryum ve trityum içeren mevcut reaksiyonların hala yeterli miktarda radyoaktif atık ürettiğini, ancak yarı ömürlerinin kısa olduğunu belirtmekte fayda var. Aynı zamanda, döteryum ve helyum-3'ün kullanıldığı umut verici reaksiyonlar neredeyse hiç oluşmadan gerçekleşecektir.
Uçan
güneş sistemi boyunca
Lockheed Martin kurulumu - termonükleer roket motorunun prototipi (TYARD). Bu, güneş sistemini ve Dünya'ya en yakın uzayı keşfetmek için bir uzay aracına kurulabilir. TURE'nin ışık hızının yüzde 10'u hıza ulaşabileceğine inanılıyor (yaklaşık 30 bin km/s). Teorik olarak böyle bir motorun verimliliği (onun özel dürtüsü) en az 20 kez (ve en fazla 9 bin defa) mevcut roket motorlarının verimliliğini aşacak.
Neredeyse sonsuz
enerji kaynağı
Termonükleer reaktörün çalışması hidrojen gerektirdiğinden, bunun için yakıt herhangi bir sudan elde edilebilir. Gelecekte dünya atmosferinde oldukça bol miktarda bulunan ve hatta daha da fazla olan trityumun yerine helyum-3 kullanılacaktır. (yüzbinlerce ton) Ay'da. Mesai (ve termonükleer enerjinin yeterli yayılmasıyla)şirketler, mevcut enerji santrallerinde yakmak için minerallerin çıkarılmasını azaltabilir.
Güneşi bir kutuya koyacağız diyoruz. Fikir güzel. Sorun şu ki, kutuyu nasıl yapacağımızı bilmiyoruz.
Pierre-Gilles de Gennes
Fransız Nobel ödüllü
Tüm elektronik cihaz ve makinelerin enerjiye ihtiyacı vardır ve insanlık bunun büyük bir kısmını tüketmektedir. Ancak fosil yakıtlar tükeniyor ve alternatif enerji henüz yeterince etkili değil.
Tüm gereksinimlere ideal olarak uyan bir enerji elde etme yöntemi vardır - Termonükleer füzyon. Termonükleer füzyon reaksiyonu (hidrojenin helyuma dönüşümü ve enerjinin açığa çıkması) güneşte sürekli olarak meydana gelir ve bu süreç gezegene güneş ışınları şeklinde enerji verir. Sadece bunu Dünya'da daha küçük ölçekte taklit etmeniz gerekiyor. Yüksek basınç ve çok yüksek sıcaklığın (Güneş'tekinden 10 kat daha yüksek) sağlanması yeterlidir ve füzyon reaksiyonu başlatılacaktır. Bu tür koşullar yaratmak için bir termonükleer reaktör inşa etmeniz gerekir. Dünyadaki daha bol kaynakları kullanacak, konvansiyonel nükleer santrallerden daha güvenli ve daha güçlü olacak. 40 yıldan fazla bir süredir onu inşa etmek için girişimlerde bulunuldu ve deneyler yapıldı. Hatta son yıllarda prototiplerden biri harcandığından daha fazla enerji elde etmeyi bile başardı. Bu alandaki en iddialı projeler aşağıda sunulmaktadır:
Hükümet projeleri
Son zamanlarda halkın en büyük ilgisi başka bir termonükleer reaktör tasarımına verildi - Wendelstein 7-X yıldızlaştırıcı (stellaratörün iç yapısı bir tokamak olan ITER'den daha karmaşıktır). 1 milyar doların biraz üzerinde harcama yapan Alman bilim insanları, 2015 yılına kadar 9 yıl içinde reaktörün küçültülmüş bir gösteri modelini inşa ettiler. İyi sonuçlar verirse daha büyük bir versiyon oluşturulacak.
Fransa'nın MegaJoule Lazeri dünyanın en güçlü lazeri olacak ve bir füzyon reaktörü inşa etmek için lazer tabanlı bir yöntem geliştirmeye çalışacak. Fransız kurulumunun 2018 yılında devreye alınması bekleniyor.
NIF (Ulusal Ateşleme Tesisi) ABD'de 12 yıl içinde ve 2012 yılına kadar 4 milyar dolar karşılığında inşa edildi. Teknolojiyi test etmeyi ve ardından hemen bir reaktör inşa etmeyi umuyorlardı, ancak Wikipedia'nın bildirdiği gibi, nükleer reaktörün nükleer santralden çıkması durumunda ciddi bir çalışma yapılması gerektiği ortaya çıktı. sistem her zaman ateşlemeye ulaşacaktır. Sonuç olarak, görkemli planlar iptal edildi ve bilim adamları lazeri yavaş yavaş geliştirmeye başladı. Son zorluk, enerji aktarım verimliliğini %7'den %15'e çıkarmaktır. Aksi takdirde, senteze ulaşmaya yönelik bu yöntem için kongre finansmanı kesilebilir.
2015 yılının sonunda Sarov'da dünyanın en güçlü lazer tesisinin inşasına başlandı. Mevcut Amerikan ve gelecekteki Fransızlardan daha güçlü olacak ve reaktörün “lazer” versiyonunun inşası için gerekli deneylerin yapılmasına olanak sağlayacak. İnşaatın 2020'de tamamlanması.
ABD'de bulunan MagLIF füzyon lazeri, termonükleer füzyon elde etme yöntemleri arasında karanlık bir at olarak kabul edilmektedir. Bu yöntem yakın zamanda beklenenden daha iyi sonuçlar vermiştir ancak gücün yine de 1000 kat arttırılması gerekmektedir. Lazer şu anda bir yükseltme sürecinden geçiyor ve bilim insanları 2018 yılına kadar harcadıkları kadar enerji almayı umuyorlar. Başarılı olursa daha büyük bir versiyon oluşturulacak.
Rusya Nükleer Fizik Enstitüsü, ABD'nin 90'lı yıllarda terk ettiği "açık tuzak" yöntemini ısrarla denedi. Sonuç olarak bu yöntem için imkansız kabul edilen göstergeler elde edildi. BINP bilim insanları, kurulumlarının artık Alman Wendelstein 7-X (Q=0,1) seviyesinde ancak daha ucuz olduğuna inanıyor. Şimdi 3 milyar rubleye yeni bir tesis inşa ediyorlar
Kurchatov Enstitüsü başkanı sürekli olarak Rusya'da küçük bir termonükleer reaktör - Ateşleyici inşa etme planlarını hatırlatıyor. Plana göre daha küçük de olsa ITER kadar etkili olması gerekiyor. İnşaatının 3 yıl önce başlaması gerekiyordu ancak bu durum büyük bilimsel projeler için tipiktir.
2016 yılı başında Çin tokamak EAST, 50 milyon derecelik sıcaklığa ulaşıp 102 saniye boyunca bu sıcaklığı korumayı başardı. Devasa reaktörlerin ve lazerlerin inşası başlamadan önce termonükleer füzyonla ilgili bütün haberler böyleydi. Bunun, giderek artan sıcaklığı kimin daha uzun süre tutabileceğini görmek için bilim adamları arasında bir rekabet olduğu düşünülebilir. Plazma sıcaklığı ne kadar yüksek olursa ve ne kadar uzun süre muhafaza edilebilirse, füzyon reaksiyonunun başlangıcına o kadar yaklaşmış oluruz. Dünyada bu tür onlarca kurulum var, birkaç tane daha ()() inşa ediliyor, yani DOĞU rekoru yakında kırılacak. Aslında bu küçük reaktörler, ITER'e gönderilmeden önce sadece ekipmanı test ediyor.
Lockheed Martin, 2015 yılında 10 yıl içinde küçük ve mobil bir füzyon reaktörü inşa etmelerine olanak sağlayacak bir füzyon enerjisi atılımını duyurdu. Çok büyük ve hiç mobil olmayan ticari reaktörlerin bile 2040 yılına kadar beklenmediği göz önüne alındığında, şirketin duyurusu şüpheyle karşılandı. Ancak şirketin çok fazla kaynağı var, kim bilir. 2020'de bir prototip bekleniyor.
Popüler Silikon Vadisi girişimi Helion Energy'nin termonükleer füzyona ulaşmak için kendine özgü bir planı var. Şirket 10 milyon dolardan fazla para topladı ve 2019 yılına kadar bir prototip oluşturmayı planlıyor.
Düşük profilli girişim Tri Alpha Energy, yakın zamanda füzyon yöntemini teşvik etme konusunda etkileyici sonuçlar elde etti (teorisyenler füzyona ulaşmak için 100'den fazla teorik yol geliştirdiler; tokamak en basit ve en popüler olanıdır). Şirket ayrıca yatırımcı fonlarından 100 milyon dolardan fazla para topladı.
Kanadalı startup General Fusion'ın reaktör projesi diğerlerinden daha da farklı, ancak geliştiriciler buna güveniyor ve 2020 yılına kadar reaktörü inşa etmek için 10 yılda 100 milyon dolardan fazla para topladı.
İngiltere merkezli startup First light, 2014 yılında oluşturulan en erişilebilir web sitesine sahip ve nükleer füzyonu daha düşük maliyetle üretmek için en son bilimsel verileri kullanma planlarını duyurdu.
MIT'den bilim adamları, kompakt bir füzyon reaktörünü anlatan bir makale yazdılar. Dev tokamakların inşasına başlandıktan sonra ortaya çıkan yeni teknolojilere güveniyorlar ve projeyi 10 yılda tamamlama sözü veriyorlar. İnşaatın başlamasına yeşil ışık yakılıp yakılmayacağı ise henüz bilinmiyor. Onaylansa bile bir dergide yer alan bir makale, startup'tan çok daha erken bir aşamadır
Nükleer füzyon belki de kitle fonlaması için en az uygun endüstridir. Ancak Lawrenceville Plazma Fiziği şirketi onun yardımıyla ve aynı zamanda NASA'nın finansmanıyla reaktörünün bir prototipini inşa edecek. Devam eden tüm projeler arasında en çok dolandırıcılığa benzeyen bu, ama kim bilir, belki de bu görkemli çalışmaya faydalı bir şeyler getirebilirler.
ITER, ilk ticari füzyon reaktörü olan tam teşekküllü bir DEMO kurulumunun inşası için yalnızca bir prototip olacak. Lansmanının şu anda 2044 yılında yapılması planlanıyor ve bu hala iyimser bir tahmin.
Ancak bir sonraki aşama için planlar var. Hibrit bir termonükleer reaktör, hem atomik bozunmadan (geleneksel bir nükleer enerji santrali gibi) hem de füzyondan enerji alacaktır. Bu konfigürasyonda enerji 10 kat daha fazla olabilir ancak güvenlik daha düşüktür. Çin, 2030 yılına kadar bir prototip üretmeyi umuyor ancak uzmanlar bunun, içten yanmalı motorun icadından önce hibrit otomobiller üretmeye çalışmak gibi olacağını söylüyor.
Sonuç olarak
Dünyaya yeni bir enerji kaynağı getirmek isteyen insan sıkıntısı yok. ITER projesi, ölçeği ve finansmanı göz önüne alındığında en büyük şansa sahiptir, ancak diğer yöntemlerin yanı sıra özel projeler de göz ardı edilmemelidir. Bilim adamları, füzyon reaksiyonunu pek başarılı olamayan bir şekilde ilerletmek için onlarca yıldır çalışıyorlar. Ancak artık termonükleer reaksiyonu gerçekleştirmek için her zamankinden daha fazla proje var. Her biri başarısız olsa bile yeni girişimlerde bulunulacaktır. Burada, Dünya'da Güneş'in minyatür bir versiyonunu aydınlatana kadar dinlenmemiz pek mümkün görünmüyor.Etiketler: Etiket ekleyin
Rusya Bilimler Akademisi Sibirya Şubesi Nükleer Fizik Enstitüsü'nden (INP SB RAS) bilim adamları, enstitülerinde bir termonükleer reaktörün çalışma modelini oluşturmayı amaçlıyor. Proje yöneticisi Fiziksel ve Matematik Bilimleri Doktoru Alexander Ivanov, Sib.fm'e bundan bahsetti.
"Geleceğin termonükleer enerjisinin temel ilkelerinin ve teknolojilerinin geliştirilmesi" projesini başlatmak için bilim adamları bir devlet hibesi aldı. Toplamda, bilim adamlarının reaktörü oluşturmak için yaklaşık yarım milyar rubleye ihtiyacı olacak. Enstitü, tesisi beş yıl içinde inşa etmeyi planlıyor. Bildirildiği üzere BINP SB RAS'ta uzun süredir kontrollü termonükleer füzyon, özellikle de plazma fiziği ile ilgili araştırmalar yürütülüyor.
“Şu ana kadar füzyon-fisyon reaksiyonlarında kullanılabilecek bir nükleer reaktör sınıfı oluşturmak için fiziksel deneyler yapıyorduk. Bu konuda ilerleme kaydettik ve prototip bir termonükleer istasyon inşa etme göreviyle karşı karşıya kaldık. Bugüne kadar temel ve teknolojiyi biriktirdik ve çalışmaya başlamaya tamamen hazırız. Bu, araştırma için veya örneğin radyoaktif atıkların işlenmesi için kullanılabilecek tam ölçekli bir reaktör modeli olacaktır. Böyle bir kompleks oluşturmak için birçok teknoloji var. Bunlar yeni ve zorludur ve ustalaşmak biraz zaman alır. Ivanov, çözeceğimiz tüm plazma fiziği problemlerinin küresel bilim camiasını ilgilendirdiğini söyledi.
Geleneksel nükleer enerjiden farklı olarak termonükleer enerji, hafif çekirdeklerden daha ağır çekirdeklerin oluşumu sırasında açığa çıkan enerjinin kullanımını içerir. Yakıt olarak hidrojen izotoplarının (döteryum ve trityum) kullanılması öngörülüyor, ancak BINP SB RAS yalnızca döteryumla çalışmayı planlıyor.
"Sadece elektron üretimiyle ilgili modelleme deneyleri yapacağız, ancak tüm reaksiyon parametreleri gerçek olanlara karşılık gelecek. Elektrik de üretmeyeceğiz; yalnızca reaksiyonun ilerleyebileceğini, plazma parametrelerine ulaşıldığını kanıtlayacağız. Uygulamalı teknik görevler diğer reaktörlerde de uygulanacaktır” diye vurguladı Bilimsel Çalışma Enstitüsü Müdür Yardımcısı Yuri Tikhonov.
Döteryum içeren reaksiyonlar nispeten ucuzdur ve yüksek enerji verimine sahiptir, ancak meydana geldiklerinde tehlikeli nötron radyasyonu üretirler.
“Mevcut tesislerde 10 milyon derecelik plazma sıcaklıklarına ulaşıldı. Bu, reaktörün kalitesini belirleyen önemli bir parametredir. Yeni oluşturulan reaktördeki plazmanın sıcaklığını iki veya üç kat artırmayı umuyoruz. Bu seviyede kurulumu bir güç reaktörü için nötron sürücüsü olarak kullanabileceğiz. Modelimize dayanarak nötron içermeyen trityum-döteryum reaktörleri oluşturulabilir. Başka bir deyişle, oluşturduğumuz tesisler nötronsuz yakıt üretmeyi mümkün kılacak," diye açıkladı BINP SB RAS'ın bilimsel çalışmalardan sorumlu bir diğer müdür yardımcısı Alexander Bondar.