Sinteza fuzije. fuzija problemi

Inovativni projekti koji koriste moderne supravodiči u skoroj budućnosti će omogućiti obavljanje kontrolirana termonuklearna fuzija - tako kažu neki optimisti. Međutim, stručnjaci predviđaju da će praktična primjena trajati nekoliko desetljeća.

Zašto je to tako teško?

Fusion energija se smatra kao potencijalni izvor budućeg energije. To je čista energija atoma. Ali što je to i zašto je to tako teško postići? Za početak razumjeti razlike između klasične podjele jezgre i nuklearne fuzije.

Podjela na atom koji je radioaktivni izotopi - uran ili plutonija - se razlome i prevesti u druge visoko radioaktivnim izotopima, koji se zatim mora prodanih ili reciklirati.

Termonuklearnu reakciju sinteze leži u činjenici da su dva izotopi vodika tricij i deuterij - - spajaju u jednu cjelinu, tvore samo netoksične helij i neutrona bez stvaranja radioaktivnog otpada.

Suzbijanje problematike

Reakcije koje se pojavljuju na suncu ili u hidrogenske bombe - sinteza fuzije, a inženjeri težak zadatak - kako kontrolirati taj proces u elektrani?

To je ono za što znanstvenici rade od 1960-ih. Drugi eksperimentalni reaktor termonuklearni fuzija zove Wendelstein 7-X je pokrenut u njemačkom gradu Greifswald sjeveru. Ipak, to ne namjerava stvoriti reakciju - to je samo poseban dizajn koji se testira (umjesto stellarator tokamak).

visoko energetski plazma

Svi termonuklearni instalacije su zajednička značajka - oblikuju u obliku prstena. Ona se temelji na ideji pomoću snažne elektromagneta za proizvodnju jak elektromagnetsko polje koje ima oblik torusa - napuhane bicikl zračnice.

To elektromagnetsko polje bi trebalo biti tako gusta da je, kada se zagrijava u mikrovalnoj pećnici do milijun stupnjeva Celzijeva, plazma bi se trebao pojaviti u središtu prstena. Ona je tada zapalio fuzije mogao početi.

demonstracija

U Europi se trenutno provode dvije slične eksperimente. Jedna od njih je Wendelstein 7-X, koji je nedavno generira prvu helij plazme. Drugi - ITER - je veliki eksperimentalni instalacija fuzija na jugu Francuske, koja je još uvijek u izgradnji te će biti spreman za lansiranje u 2023..

Očekuje se da će ITER biti pravi nuklearne reakcije, ali samo za kratko vrijeme, a svakako ne duže od 60 minuta. Ovaj reaktor je samo jedan od mnogih koraka na način da se osigura da se u praksi provesti fuzija.

Fuzijski reaktor: manji i snažniji

Nedavno, nekoliko dizajneri su najavili stvaranje novog reaktora dizajn. Prema grupom studenata iz Massachusetts Institute of Technology, kao i predstavnici tvrtke - proizvođača „Lockheed Martin” oružja, nuklearne fuzije može se provesti u objektima koji su mnogo snažnije i manji od ITER, i oni su spremni učiniti za deset godina.

Ideja novog dizajna je korištenje elektromagneta modernih high-supravodiča, koje imaju svoja svojstva kada se ohladi s tekućim dušikom umjesto uobičajenih, koji zahtijevaju tekući helij. Novi, fleksibilniji tehnologija će u potpunosti promijeniti dizajn reaktora.

Klaus Hash odgovoran za nuklearne fuzije tehnologiju na Tehnološkom Institutu u Karlsruheu u jugozapadnoj Njemačkoj, je skeptičan. Ona podržava upotrebu novih high-supravodiča za nove reaktora dizajna. No, rekao je, da razviju nešto na računalu, uzimajući u obzir su zakoni fizike nisu dovoljni. Potrebno je uzeti u obzir izazove koji se javljaju u prevođenju ideje u praksi.

naučna fantastika

Prema Hash, model MIT studenti pokazuje samo mogućnost projekta. Ali, u stvari ima puno znanstvene fantastike. Projekt pretpostavlja da su ozbiljni tehnički problemi riješeni fuziju. No, moderna znanost nema pojma o tome kako ih riješiti.

Jedan takav problem je ideja odvojivih zavojnice. Kako ući u ring, ograničavajućeg plazme u MIT-modela dizajnerskih elektromagneti može rastaviti.

Bilo bi vrlo korisno, jer bi to bilo moguće da imaju pristup objektima u interni sustav i zamijeniti ih. No, u stvarnosti supravodiča izrađena od keramičkog materijala. Stotine njih moraju biti isprepleteni sofisticiran način, u obliku ispravan magnetsko polje. A tu je još temeljni problem: veza između njih nije tako jednostavno kao bakar kabelske veze. Nitko nije ni mislio o konceptima koji bi pomogli u rješavanju tih problema.

prevruć

Toplina je također problem. Unutarnja temperatura fuzijski plazmi dostiže oko 150 milijuna stupnjeva. Ova ekstremna vrućina ostaje na mjestu - u samom centru od ioniziranog plina. No, čak i oko nje je još uvijek jako vruće - od 500 do 700 stupnjeva u jezgri reaktora, unutarnji sloj se metalna cijev, koja će biti „reproducira” tricija potrebno za dogodila nuklearna fuzija.

ITER je još veći problem - tzv pitanje moći. Ovaj dio sustava, što dovodi iz procesa sinteze koristi gorivo, uglavnom helija. Prvi metalni dio, u kojem se vrući plin padne, pod nazivom „divertor”. Može se zagrijati iznad 2000 ° C

divertor problema

Kako biljka može izdržati takve temperature, inženjeri pokušavaju koristiti metalne volframa, koji se koristi u starinskim žarulje sa žarnom niti. Temperatura volfram taljenja od oko 3000 stupnjeva. No, postoje i druga ograničenja.

ITER to može biti učinjeno, jer to grijanje ne događa cijelo vrijeme. Pretpostavlja se da je reaktor će raditi samo 1-3% vremena. No, to nije opcija za elektrane, koja bi trebala raditi na 24/7 osnovi. A, ako netko tvrdi da je u stanju izgraditi manji reaktor s istom snagom kao ITER, možemo pouzdano reći da to ne riješi problem divertor.

Elektrana u roku od nekoliko desetljeća

Međutim, znanstvenici su optimistični o razvoju fuzijskih reaktora, međutim, neće biti tako brzo kao što neki predviđaju entuzijasta.

ITER je pokazati da je kontrolirana termonuklearna fuzija zapravo može proizvesti više energije nego što troši na zagrijavanje plazme. Sljedeći korak je izgradnja potpuno novog hibridnog demonstracije postrojenja, koji bi zapravo generirati električnu energiju.

Inženjeri sada rade na dizajnu. Oni će morati naučiti lekcije iz ITER, koji je zakazan za lansiranje u 2023. Uzimajući u obzir vrijeme potrebno za projektiranje, planiranje i izgradnju, malo je vjerojatno da je prva fuzija elektrana će biti pokrenut puno ranije od sredine XXI stoljeća.

Rossi hladna fuzija

U 2014. godini, neovisni ispitni reaktor E-Mačka je zaključio da je uređaj za 32 dana proizvedeno je prosječno 2800 W izlaz kada se konzumira 900 vata. To je više nego u mogućnosti identificirati svaku kemijsku reakciju. Rezultat sugerira ili proboj u nuklearnoj fuziji ili izravnu prijevare. Izvješće razočarani skeptike koji sumnjaju da li je test bio zaista neovisan i sugerirao mogući falsifikovanja rezultata ispitivanja. Drugi učiniti razjašnjavanje „tajnim sastojcima” koji omogućuju fuzija Rossi reproducirati tu tehnologiju.

Rossi - lopov?

Andrea impozanten. On objavljuje proglas svijeta na jedinstvenoj engleski u komentarima svoje web stranice, pretenciozno naziva „Journal of Nuclear Physics”. Ali njegovi prethodni neuspješni pokušaji uključen talijanski projekt gospodarenja pretvorbe u gorivu i termoelektričnih generatora. Petroldragon, upravljanje projektima otpada u izvor energije, nije uspio dijelom zato što je ilegalno odlaganje otpada pod kontrolom talijanskog organiziranog kriminala, koji je otvoren kazneni postupak protiv njega zbog kršenja propisa za zbrinjavanje otpada. On je također stvorio Termoelektrični uređaj za Corps of Engineers američke vojske, ali dok testiranje gadgeta proizvedene samo dio deklarirane snage.

Mnogi ne vjeruju u Rusiju, a glavni urednik New Energy Times upravo nazvao ga je kriminalac, iza koje je niz propalih snage reflektora.

neovisna provjera

Rossi je potpisao ugovor s američkom tvrtkom Industrijska topline za provođenje godišnjeg ispitivanja povjerljivih 1 megavata instalacije hladne fuzije. Aparatura je bila kontejner, pakiran u desetaka E-kat. Eksperiment je morao biti praćen od strane treće osobe, koji će biti u mogućnosti potvrditi da je doista slučaj topline. Rossi kaže da je proveo veći dio prošle godine, gotovo živi u kontejneru, i gledao poslovanja za više od 16 sati dnevno dokazati komercijalnu održivost E-Cat.

Test je završio u ožujku. Pristaše Rossi veseli izvješća promatrača, u nadi da će opravdati svoj heroj. No, na kraju su dobili tužbu.

suđenje

U svojoj izjavi sudu Florida Rossi tvrdi da je test bio uspješan i neovisan arbitar potvrdio da je E-Mačka reaktor proizvodi šest puta više energije nego što troši. Također je tvrdio da je tvrtka Industrijski topline pristala da mu isplati 100 milijuna dolara - 11,5 milijuna napredak nakon testa od 24 sata (navodno za prava licenci tvrtke mogu prodati ovu tehnologiju u Sjedinjenim Američkim Državama), a još 89 milijuna nakon uspješnog završetka produženog testa u roku od 350 dana. Rusija optužuje Ih u provođenju „lažnih sheme”, čiji je cilj bio krađa njegovog intelektualnog vlasništva. Također je optužio tvrtku od otuđenja reaktora E-mačka, ilegalnog kopiranja inovativnih tehnologija i proizvoda, značajke i struktura i ilegalni pokušaj da se patent na svojoj intelektualnog vlasništva.

zlatni rudnik

Drugdje Rossi tvrdi da protiv pozadina jednog od svojih demonstracija, tvrtka je dobila od investitora Ih 50-60 milijuna dolara i još 200 milijuna iz Kine nakon igranja s kineskim dužnosnicima na najvišoj razini. Ako je to istina, u pitanju je mnogo više od sto milijuna dolara. Industrijska topline odbacio ove tvrdnje kao neosnovane i namjerava aktivno braniti. Što je još važnije, ona kaže da je „više od tri godine radi na potvrđivanju rezultata, koja je navodno napravio Rossi i njegov E-Cat-tehnologije, sve bez uspjeha.”

H ne vjeruje u učinkovitosti E-Cat, a nova energija Times Magazine ne vidi razloga za sumnju to. U lipnju 2011 izdanje predstavnik posjetio Italiju, Rossi intervju i snimio demonstraciju svoje E-Cat. Nakon jednog dana, on je pričao o svojim ozbiljnu zabrinutost o načinu mjerenja termoelektrane. Nakon 6 dana, novinar postavio je video na YouTube. Stručnjaci iz cijelog svijeta šalju ga analizira, koji su objavljeni u srpnju. Postalo je jasno da je to prijevara.

eksperimentalna potvrda

Ipak, veliki broj istraživača - Aleksandru Parhomovu Sveučilišta prijateljstva ruskih naroda i sjećanje projekt Martina Fleyshmana (MFPM) - uspjeli reproducirati hladnu fuziju Rossi. MFPM izvješće pod nazivom „Kraj ere ugljik je blizu.” Razlog za takvo divljenje je otkriće gama zraka eksplozijama, koje se ne mogu objasniti osim fuzijskog reakcije. Prema istraživačima, iz Rusije je upravo ono što on kaže.

Održive recept vanjski hladni nuklearne fuzije energije može uzrokovati „Gold Rush”. alternativne metode koje će zaobići patent Rusije i ostaviti ga na stranu energetike više milijardi dolara može naći.

Dakle, možda, Rossi radije bi izbjegli ovu potvrdu.