Syntéza fúzie. problémy fúznych

Inovatívne projekty využívajúce moderné supravodiče v blízkej budúcnosti umožní vykonávať riadenej termonukleárnej fúzie - tak povedať, že niektorí optimisti. Odborníci však predpovedajú, že praktická aplikácia bude trvať niekoľko desaťročí.

Prečo je to také ťažké?

Energia z jadrovej syntézy je považovaný za potenciálny zdroj budúcich energie. Je to čistá energia atómu. Ale čo to je a prečo je tak ťažké dosiahnuť? Ak chcete začať chápať rozdiely medzi klasické delenie jadra a jadrovej fúzie.

Rozdelenie atómu je, že rádioaktívne izotopy - urán alebo plutónium - sú členené a previesť na iné vysoko rádioaktívne izotopy, ktoré sa potom musia zlikvidovať alebo recyklovať.

Termonukleárna reakcia syntézy spočíva v tom, že dva izotopy vodíka deutérium a trícium - - zlúčiť do jednej jednotky, ktoré tvoria len netoxické hélium a neutróny, bez toho aby rádioaktívny odpad.

ovládanie problém

Tieto reakcie, ktoré sa vyskytujú na slnku alebo vo vodíkovej bomby - syntéza fúzie a inžinieri náročná úloha - ako ovládať tento proces v elektrárni?

To je to, pre ktoré vedci pracujú od roku 1960. Ďalšie experimentálny reaktor termonukleárnej fúzie s názvom Wendelstein 7-X bol zahájený v severnej nemeckom meste Greifswald. Napriek tomu to nie je určené na vytvorenie reakcie - je to len špeciálny dizajn, ktorý je testovaný (namiesto stelarátora tokamaku).

vysokoenergetické plazma

Všetky termonukleárna inštalácie sú spoločný rys - forma v tvare prstenca. To je založené na myšlienke použitia výkonných elektromagnetov na vytvorenie silného elektromagnetického poľa, ktorá má tvar torus - nafúknutie kolesá vnútornej rúrky.

Toto elektromagnetické pole by mala byť tak husté, že, keď sa zahrieva v mikrovlnnej rúre na milión stupňov Celzia, plazma by sa mal objaviť v stredu kruhu. Ona potom podnietil k fúzii mohol začať.

demonštrácie

V Európe je v súčasnosti vedená dve podobné experimenty. Jedným z nich je Wendelstein 7-X, ktorý v poslednej dobe generuje prvý héliové plazmy. Ďalšie - ITER - je obrovský experimentálna inštalácia fúzie v južnom Francúzsku, ktorá je stále vo výstavbe a bude pripravený na uvedenie na trh v roku 2023.

Očakáva sa, že ITER bude skutočné jadrové reakcie, aj keď len na krátku dobu, a už vôbec nie dlhšie ako 60 minút. Tento reaktor je len jedným z mnohých krokov na ceste k zabezpečeniu toho, aby v praxi uskutočniť fúziu.

Fúzneho reaktora: menšie a výkonnejšie

V poslednej dobe niekoľko návrhári oznámila vytvorenie nových návrhov reaktorov. Podľa skupiny študentov z Massachusetts Institute of Technology, rovnako ako zástupcovia firmy - výrobcovia "Lockheed Martin" zbraní, jadrová fúzia môže byť vykonávaná v zariadeniach, ktoré sú oveľa silnejšie a menšie ako ITER, a sú ochotní to urobiť za desať rokov.

Myšlienka novej konštrukcie je použitie elektromagnety moderných vysokoteplotných supravodičov, ktoré vykazujú ich vlastnosti, keď sa ochladí kvapalným dusíkom, skôr, než je obvyklé, že vyžadujú tekutého hélia. Nový, pružnejšie technológie úplne zmeniť konštrukciu reaktora.

Klaus Hash zodpovedný za technológie jadrovej fúzie na Technologickom inštitúte v Karlsruhe v juhozápadnom Nemecku, je skeptický. To podporuje použitie nových vysokoteplotných supravodičov pre nové konštrukcie reaktora. Ale povedal, vyvinúť niečo na počítači, pričom do úvahy fyzikálne zákony nestačia. Je potrebné vziať do úvahy problémy, ktoré vznikajú pri preklade myšlienky do praxe.

sci-fi

Podľa Hash, modelové MIT študenti zobrazuje iba možnosť projektu. Ale v skutočnosti existuje mnoho sci-fi. Projekt predpokladá, že vážne technické problémy sú riešené fúzie. Ale moderná veda nemá potuchy o tom, ako ich riešiť.

Jedným takým problémom je myšlienka snímateľnými cievkami. Aby sa dovnútra kruhu, obmedzovať plazmy v MIT-modelových konštrukčných elektromagnetov možné demontovať.

To by bolo veľmi užitočné, pretože by bolo možné mať prístup k objektom v rámci vnútorného systému, aby ich nahradili. Ale v skutočnosti supravodičov z keramického materiálu. Stovky z nich musí byť vzájomne prepojené elegantným spôsobom, tvoriť správny magnetické pole. A je tu ďalší zásadný problém: spojenie medzi nimi nie je tak jednoduché, ako pripojenie medených káblov. Nikto dokonca uvažoval o pojmy, ktoré by pomohli k vyriešeniu týchto problémov.

príliš horúca

Teplo je tiež problém. Jadro teplota plazma dosiahne približne 150 miliónov stupňov Celzia. Táto extrémne teplo zostane na svojom mieste - priamo v centre mesta ionizovaného plynu. Ale aj v okolí je stále veľmi horúci - od 500 do 700 stupňov v aktívnej zóne reaktora, pričom vnútorná vrstva je kovová rúrka, ktorá sa "prehrávať" Tritium potrebné pre došlo jadrovej fúzie.

ITER je ešte väčší problém - tzv otázka moci. Táto časť systému, ktorý je dodávaný zo syntézy použitého paliva, väčšinou hélium. Prvá kovová zložka, v ktorej padá horúci plyn, s názvom "divertora". To môže byť zahrievaný nad 2000 ° C,

divertora problém

Ak chcete rastlina môže odolávať týmto teplotám, technici sa snažia použiť kovový volfrám, ktorý sa používa v staromódny žiaroviek. volfrámu teplota topenia asi 3000 stupňov. Existujú však aj iné obmedzenia.

ITER je to možné, pretože ohrieva to nestane po celú dobu. Predpokladá sa, že reaktor bude pracovať iba 1-3% času. Ale to nie je voľba pre elektrárne, ktoré by mali fungovať na báze 24/7. A ak niekto tvrdí, že je schopný postaviť menší reaktor s rovnakým výkonom ako ITER, môžeme s istotou povedať, že nemá problémy riešenie divertora.

Elektráreň v priebehu niekoľkých desaťročí

Avšak, vedci sú optimistickí ohľadom vývoja fúznych reaktorov, ale to nebude tak rýchly, ako niektorí predpovedajú nadšencov.

ITER je ukázať, že riadenej jadrovej fúzie môže v skutočnosti produkovať viac energie, než je vynaložené na ohrev plazmy. Ďalším krokom je výstavba úplne nové hybridné demonštračných elektrární, ktoré by v skutočnosti generovať elektrickú energiu.

Inžinieri sú teraz pracuje na jeho konštrukcii. Budú sa musieť poučiť z reaktora ITER, ktorého štart je naplánovaný na 2023. S ohľadom na dobu potrebnú pre navrhovanie, plánovanie a výstavbe, zdá sa nepravdepodobné, že by prvé fúzny elektráreň bude zahájená oveľa skôr, než polovice storočia XXI.

Rossiho studená fúzia

V roku 2014, nezávislá skúšobná reaktor E-Cat k záveru, že je zariadenie pre 32 dní produkoval priemerný výkon 2800 W pri spotrebovanej 900 wattov. To je viac než schopný identifikovať žiadne chemické reakcie. Výsledok naznačuje buď prielom v jadrovej fúzie alebo úplný podvod. Správa sklamaný skeptikov, ktorí pochybujú o tom, či bol test skutočne nezávislý a navrhli prípadné falšovanie výsledkov. Iní objasnenie "tajných zložiek", ktoré umožňujú fúziu Rossi reprodukovať túto technológiu.

Rossi - podvodník?

Andrea impozanten. Publikuje vyhlásenie svetu o unikátny angličtiny v sekcii komentáre o svojich internetových stránkach, honosne nazýva "Journal of jadrovej fyziky". Ale jeho predchádzajúca neúspešné pokusy zahŕňali talianskou konverzie odpadovej projekt v palive a termoelektrický generátor. Petroldragon projekt odpadového hospodárstva v zdroji energie, zlyhala sčasti preto, že nelegálne ukladanie odpadov je riadené talianskeho organizovaného zločinu, ktorý sa otvoril trestné konanie proti nemu za porušenie predpisov pre likvidáciu odpadu. On tiež vytvoril termoelektrického zariadenia pre Corps of Engineers americkej armády, ale pri testovaní modulu gadget vyrábať len časť deklarovanej kapacite.

Mnohí neveria Rusko a šéfredaktor novej energetickej Times mu práve volal zločinca, za ktorým séria neúspešných elektrární svetlomety.

nezávislé overenie

Rossi podpísala zmluvu s americkou firmou Industrial Heat vykonávať každoročné testovanie utajovaných inštalácia 1 megawatt studenej fúzie. Prístroj bol prepravný obal, zabalené v desiatkach E-Cat. Experiment musel byť monitorované treťou stranou, ktorá by bola schopná potvrdiť, že je skutočne prípad tepla. Rossi hovorí, že strávil väčšinu minulého roka takmer žije v kontajneri, a pozoroval prevádzku na viac ako 16 hodín denne, aby sa preukázať obchodné životaschopnosť E-Cat.

Test skončil v marci. Stúpenci Rossi teší na pozorovateľa správ v nádeji, že na ospravedlnenie svojho hrdinu. Ale nakoniec dostali súd.

pokus

Vo svojom vyhlásení k súdu Floridy Rossi tvrdí, že test bol úspešný a nezávislý arbiter potvrdil, že E-Cat reaktor produkuje šesťkrát viac energie, ako spotrebuje. Tvrdil tiež, že spoločnosť Industrial Heat súhlasil, že mu zaplatí 100 miliónov dolárov - míľ 11,5 zálohu po teste 24 hodín (údajne k právam licencií pre spoločnosť mohla predať túto technológiu v Spojených štátoch) a ďalšie 89 míľ po úspešnom dokončení rozšíreného testu do 350 dní. Rusko obviňuje IH pri vykonávaní "podvodné schéma", ktorého cieľom bolo krádež jej duševného vlastníctva. On tiež obvinil spoločnosť z sprenevery reaktora E-Cat, nelegálnemu kopírovaniu inovatívnych technológií a produktov, funkcií a štruktúr a nelegálne pokus dostať patent na svoje duševné vlastníctvo.

zlatý důl

Inde Rossi tvrdí, že na pozadí jedného z jeho predvádzanie spoločnosti IH obdržaných od investorov 50 až 60.000.000 $ a 200 miliónov z Číny po tom, čo si hrá s čínskymi úradníkmi úradníkom na vyššej úrovni. Ak je to pravda, v stávke je oveľa viac ako sto miliónov dolárov. Industrial Heat odmietol tieto nároky sú neopodstatnené a má v úmysle aktívne brániť. Ešte dôležitejšie je, ako hovorí, že "po dobu dlhšiu ako tri roky pracuje na potvrdenie výsledkov, ktoré údajne vyrobený Rossi a jeho E-Cat-technológie, to všetko k ničomu."

IH neverí v účinnosť E-Cat a New Energy Times Magazine nevidí žiadny dôvod pochybovať o to. Vo vydaní zástupca z júna 2011 navštívil Taliansku, Rossi rozhovor a filmovali demonštráciu svojej E-Cat. Po jednom dni, povedal o svojej vážne obavy týkajúce spôsobe merania tepelnej elektrárne. Po 6 dňoch, novinár publikoval svoje video na YouTube. Odborníci z celého sveta ho poslal analýz, ktoré boli uverejnené v júli. Bolo jasné, že sa jedná o podvod.

experimentálne potvrdenie

Avšak, rad výskumníkov - Aleksandra Parhomovu of Priateľstvo univerzity ruských Peoples 'a pamäť projekt Martina Fleyshmana (MFPM) - podarilo rozmnožiť studené fúziu Rossi. MFPM správa s názvom "The End of uhlíkového éry sa blíži." Dôvodom pre toto obdivu bol objav gama zábleskov, ktoré nemožno vysvetliť iba tým, že fúzny reakcie. Podľa vedcov z Ruska, je presne to, čo hovorí.

Životaschopný recept vonkajšia studený energia jadrová fúzia môže spôsobiť "zlatú horúčku". alternatívne metódy, ktoré zaobíde patent Ruska a nechajte ju na strane energetického podniku s niekoľkými miliárd dolárov možno nájsť.

Takže možno, Rossi by radšej vyhnúť tomuto potvrdenie.