Çinin nüvə sintezi cihazı üçün BEST hostun tikintisinə hərtərəfli şəkildə başlanılıb
Oktyabrın 1-də Çinin BEST nüvə sintez cihazının tikintisində əsas irəliləyiş əldə edildi.
Çəkisi 400 tondan çox olan baza uğurla quraşdırılıb və ümumi çəkisi təxminən 6700 ton olan BEST hostun daşınması üçün istifadə olunacaq.
Gələcəkdə bu cihaz nüvə sintezi enerjisi istehsalının beynəlxalq səviyyədə təsdiqlənmiş ilk nümayişi olacaq və 2030-cu ilə qədər nüvə sintezi vasitəsilə ilk işığı yandıracağı gözlənilir.
Nüvə Füzyonu: Kosmik Enerjinin Tədqiqi üçün Son Şifrə
Günəşin 4,6 milyard il ərzində fasiləsiz yanmasının sirrindən tutmuş bəşəriyyətin “tükənməz” təmiz enerji axtarışına qədər, nüvə sintezi həmişə elm sahəsində ən gözqamaşdırıcı tədqiqat istiqamətlərindən biri olmuşdur. Bu, təkcə ulduzların kainatda işıq və istilik yayması üçün əsas hərəkətverici qüvvə deyil, həm də insan enerji landşaftını tamamilə dəyişdirmək potensialına malik olan ən müasir- texnologiyadır.
Sadə dillə desək, nüvə füzyonu daha yüngül atom nüvələrinin (məsələn, hidrogen izotopları deyteri və tritium) nüvələr arasında elektrostatik itələməni (Kulon itələməsi) aradan qaldıraraq, toqquşaraq daha ağır atom nüvələrinə (məsələn, helium kimi) birləşərək və ya təkrar enerji əldə etmə prosesinə aiddir. Bu proses Eynşteynin "E=mc ²" - kütlə enerjisi tənliyinə əməl edir. Birləşmiş yeni nüvənin ümumi kütləsi birləşmədən əvvəl iki nüvənin kütlələrinin cəmindən bir qədər azdır və azalmış kütlə (kütləvi itki) enerji şəklində buraxılacaq, hal-hazırda insan istifadə etdiyi enerji sıxlığı hər hansı bir enerji sıxlığı ilə.
Nüvə sintezinin enerji intensivliyini başa düşmək üçün yalnız bir verilənlər toplusunun müqayisəsinə ehtiyac var: 1 kiloqram deyterium tritium qarışığının sintez reaksiyası nəticəsində ayrılan enerji 27000 ton standart kömürün yanması nəticəsində yaranan istiliyə və ya 120 ton qazolun tam yanması nəticəsində yaranan enerjiyə bərabərdir; Bununla belə, eyni keyfiyyətdə (uran-235 kimi) nüvənin parçalanma yanacağı tərəfindən buraxılan enerji nüvə sintezi nəticəsində ayrılan enerjinin yalnız 1/4-ünü təşkil edir. Daha da əhəmiyyətlisi odur ki, nüvə sintezi üçün yanacaq mənbələri demək olar ki, sonsuzdur - deyterium Yerdəki dəniz suyunda geniş şəkildə mövcuddur və hər litr dəniz suyunda füzyon vasitəsilə 300 litr benzinə ekvivalent enerji buraxa bilən deuterium var. Bütün dünyada dəniz suyunun tərkibində olan deuterium insanlığın bir milyon ildən artıq enerji ehtiyacını ödəyə bilər; Tritium təbiətdə olduqca nadir olsa da, litiumun (Yer qabığında bol olan element) neytronlarla reaksiya verməsi ilə süni şəkildə hazırlana bilər və "yanacaq çatışmazlığı" problemi yoxdur.
Bununla belə, idarə oluna bilən nüvə birləşməsinə nail olmaq asan məsələ deyil və onun əsas problemi “nüvə sintezi üçün ekstremal şəraitin necə yaradılması və saxlanması” ilə bağlıdır. Günəşin daxilində qravitasiyanın çökməsi 15 milyon dərəcə Selsi yüksək temperatur və 250 milyard atmosfer yüksək təzyiq yaradır və təbii olaraq nüvə birləşməsinin "alışma şərtlərinə" cavab verir; Ancaq Yer kürəsində insanlar bu qədər güclü cazibə qüvvəsini təkrarlaya bilməz və yalnız texnoloji vasitələrlə ekstremal mühitləri simulyasiya edə bilərlər. Hazırda iki əsas tədqiqat istiqaməti mövcuddur:
Bir növ, ümumiyyətlə "süni günəş" kimi tanınan Beynəlxalq Termonüvə Təcrübə Reaktoru (ITER) tərəfindən təmsil olunan maqnit qapalı füzyondur. O, plazmanı (atom nüvələrinin və elektronların ayrıldığı maddənin dördüncü vəziyyəti) dairəvi vakuum kamerasında (tokamak cihazı) temperaturu 150 milyon dərəcəyə qədər saxlamaq üçün super güclü maqnit sahəsindən (Yerin maqnit sahəsindən təxminən 100 000 dəfə güclü) istifadə edir, yüksək temperaturun qarşısını alır, divarın soyumasına və soyumasına mane olur. birləşmə reaksiyaları üçün tələb olunan şərtlərə cavab vermək üçün plazmanın davamlı olaraq qızdırılması zamanı. 2023-cü ildə Çinin "Süni Günəş" cihazı (ŞƏRQ) plazmanın 403 saniyə ərzində 120 milyon dərəcə Selsi temperaturunda fasiləsiz işləməsinə nail olub, dünya rekordu vurub və İTER-in sonrakı təcrübələrinin əsasını qoyub.
Başqa bir növ, Amerika Birləşmiş Ştatlarının Milli Alovlanma Müəssisəsi (NIF) tərəfindən təmsil olunan ətalətli qapalı birləşmədir. O, 192 yüksək enerjili lazeri yalnız bir neçə millimetr diametrli deyterium tritium hədəfinə fokuslayır, hədəfi 30 milyon dərəcə Selsiyə qədər qızdırır və çox qısa müddət ərzində (təxminən 10 trilyonda bir reaksiya) Yerin nüvəsinin sıxlığından 100 dəfə sıxışdırır. diffuziyanın mümkün olmadığı bir anda. 2022-ci ilin dekabrında NIF ilk dəfə olaraq "xalis enerji qazancına" nail oldu - birləşmə reaksiyaları tərəfindən buraxılan enerji giriş lazerinin enerjisini aşdı və bu, inertial məhdudlaşdırma marşrutunda böyük bir irəliləyişə işarə etdi.
Yüksək enerji sıxlığı və bol yanacağa əlavə olaraq, nüvə sintezi həm də son dərəcə təhlükəsizliyə və ətraf mühitə uyğunluğa malikdir. Nüvə parçalanmasından fərqli olaraq, ekstremal şərtlər (məsələn, maqnit sahəsinin kəsilməsi və ya lazerin dayandırılması) itirildikdən sonra nüvə birləşmə reaksiyaları dərhal dayandırılacaq və "nüvənin əriməsi" riski yoxdur; Əsas reaksiya məhsulu nüvə parçalanması kimi uzun müddətli radioaktiv tullantılar əmələ gətirməyən və ətraf mühiti demək olar ki, çirkləndirməyən heliumdur (zəhərli olmayan və zərərsiz inert qazdır).
Baxmayaraq ki, insanlar hələ də kommersiya nüvə sintezi enerjisi istehsalına nail ola bilməsələr də (30-50 il texnoloji nailiyyətlər tələb olunacağı gözlənilir), günəşin təbii birləşməsindən tutmuş laboratoriyada mərhələli irəliləyişlərə qədər nüvə sintezindəki hər bir irəliləyiş bəşəriyyəti “enerji azadlığı” hədəfinə daha da yaxınlaşdırır. Gələcəkdə nüvə sintezi elektrik stansiyaları bütün dünyaya yayıldığı zaman bəşəriyyət qalıq yanacaqlardan asılılıqdan tamamilə qurtulacaq, iqlim dəyişikliyi və enerji qıtlığı kimi qlobal problemləri həll edəcək, təmiz və qeyri-məhdud enerjiyə əsaslanan yeni dövrə qədəm qoyacaq.
