Оросын эрдэмтэд. Fusion реактор Lockheed Martin bluff. Зураг ба тайлбар.... Хэн хайлуулах реактор барьж байна
“Lockheed Martin авсаархан хайлуулах реактор бүтээж эхэллээ… Компанийн вэбсайтад анхны прототипийг нэг жилийн дараа хийнэ гэж бичсэн байна. Хэрэв энэ үнэн бол жилийн дараа бид огт өөр ертөнцөд амьдрах болно" гэж хэлсэн нь "Мансарда" нэгний эхлэл юм. Нийтлэгдсэнээс хойш гурван жил өнгөрсөн бөгөөд түүнээс хойш дэлхий нэг их өөрчлөгдөөгүй.
Өнөөдөр атомын цахилгаан станцын реакторуудад задралын улмаас эрчим хүч үүсдэг хүнд цөм. Термоядролын реакторуудад цөмүүдийг нэгтгэх явцад энергийг олж авдаг бөгөөд үүний үр дүнд анхны массын нийлбэрээс бага масстай цөмүүд үүсч, "үлдэгдэл" нь энерги хэлбэрээр алга болдог. Хог хаягдал цөмийн реакторуудцацраг идэвхт бодис, тэдгээрийг аюулгүй устгах нь толгойны өвчин юм. Хайлуулах реакторуудад ийм сул тал байхгүй бөгөөд устөрөгч зэрэг өргөн боломжтой түлшийг ашигладаг.
Тэдэнд ганц л байдаг том асуудал- Аж үйлдвэрийн загвар хараахан гараагүй байна. Даалгавар тийм ч амар биш: термоядролын урвалын хувьд түлшийг шахаж, хэдэн зуун сая градус хүртэл халаах шаардлагатай байдаг - нарны гадаргуугаас илүү халуун (термоядролын урвал явагддаг) байгалийн). Ийм амжилтанд хүрнэ өндөр температурхэцүү, гэхдээ боломжтой, зөвхөн ийм реактор үйлдвэрлэхээс илүү их эрчим хүч зарцуулдаг.
Гэсэн хэдий ч тэд маш олон боломжит давуу талуудтай хэвээр байгаа тул бүтээн байгуулалтад зөвхөн Lockheed Martin оролцдоггүй.
ITER
ITER бол энэ чиглэлийн хамгийн том төсөл юм. Үүнд Европын холбоо, Энэтхэг, Хятад, Солонгос, Орос, АНУ, Япон оролцож байгаа бөгөөд реакторыг Францад 2007 оноос хойш барьсан боловч түүний түүх өнгөрсөнд илүү гүнзгий байдаг: Рейган, Горбачев нар үүнийг бүтээх талаар тохиролцсон. 1985 онд. Реактор нь тороид камер, плазмыг соронзон орны нөлөөнд автдаг "пончик" бөгөөд иймээс үүнийг токамак гэж нэрлэдэг. тэгээд rhoidal ка-аар хэмжинэ ээжялзарсан рууатушкас. Реактор нь устөрөгчийн изотопууд болох дейтерий ба тритиумыг нэгтгэх замаар эрчим хүч үйлдвэрлэх болно.
ITER нь хэрэглэснээсээ 10 дахин их эрчим хүч авна гэж төлөвлөж байгаа ч энэ нь удахгүй болохгүй. Анх 2020 онд реакторыг туршилтын горимд ажиллуулна гэж төлөвлөж байсан ч дараа нь энэ хугацааг 2025 он хүртэл хойшлуулсан. Хаана аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлэрчим хүч 2060 он хүртэл эхлэхгүй бөгөөд зөвхөн 21-р зууны төгсгөлд энэ технологи хаа нэгтээ тархахыг хүлээх боломжтой.
Wendelstein 7-X
Wendelstein 7-X бол дэлхийн хамгийн том одны хайлуулах реактор юм. Одлогч нь токамакуудыг зовоож буй асуудлыг шийддэг - плазмын төвөөс түүний хана хүртэл "тархах". Токамак эрх мэдлээс болж юуг даван туулах гээд байна вэ соронзон орон, одны эзэн түүний зардлаар шийддэг нарийн төвөгтэй хэлбэр: Цэнэглэгдсэн тоосонцор нэвтрэхийг зогсоохын тулд плазмын соронзон орон нугалж байдаг.
Wendelstein 7-X нь бүтээгчдийн найдаж байгаагаар 21 дэх жилдээ хагас цаг ажиллах боломжтой бөгөөд энэ нь ижил төстэй загвартай термоядролын станцуудын санааг "амьдрах тасалбар" өгөх болно.
Үндэсний гал асаах байгууламж
Өөр нэг төрлийн реактор нь түлшийг шахаж халаахад хүчирхэг лазер ашигладаг. Харамсалтай нь, термоядролын энерги олж авах хамгийн том лазер суурилуулалт болох Америкийн NIF нь хэрэглэснээсээ илүү эрчим хүч гаргаж чадахгүй байв.
Эдгээр бүх төслүүдийн аль нь үнэхээр "хөөрөх", аль нь NIF-ийн хувь заяанд өртөхийг таамаглахад хэцүү байдаг. Хүлээж, найдаж, мэдээг дагах л үлдлээ: 2020-иод он бол цөмийн энергийн хувьд сонирхолтой үе байх болно гэж амлаж байна.
"Цөмийн технологи" - сургуулийн сурагчдад зориулсан NTI олимпиадын нэг хэсэг.
Испанийн инженерүүд задралын оронд цөмийн хайлалтыг ашигладаг байгаль орчинд ээлтэй инерцийн плазмын хайлуулах реакторын прототипийг бүтээжээ. Энэхүү шинэ бүтээл нь түлшийг ихээхэн хэмнэж, хүрээлэн буй орчны бохирдлоос зайлсхийх болно гэж мэдэгджээ.
Мадридын Политехникийн их сургуулийн профессор Хосе Гонзалес Диез уснаас ялгаж авах боломжтой устөрөгчийн изотопыг түлш болгон ашигладаг реакторын патент авсан нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ихээхэн хэмнэлт гаргах боломжийг олгожээ. Реактор дахь синтез нь 1000 МВт-ын лазерын цацрагийн тусламжтайгаар явагддаг.
Аюулгүй байдал, санхүүгийн үр ашгийн хувьд цөмийн задралаас өөр хувилбар гаргахын тулд цөмийн хайлалтыг олон жилийн турш судалж ирсэн. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр тасралтгүй үйлдвэрлэх нэг ч хайлуулах реактор байхгүй байна цахилгаан эрчим хүч өндөр хүчдэлийн. Байгалийн термоядролын реакторын жишээ бол Нар бөгөөд түүний дотор асар их температурт халсан плазмыг өндөр нягтралтай байдалд хадгалдаг.
"Fusion Power" төслийн хүрээнд Гонзалес Диез инерцийн плазмын хоригтой хайлуулах реакторын прототипийг бүтээжээ. Реакторын синтезийн камерыг ашигласан түлшний төрөлд тохируулж болно. Онолын хувьд боломжтой урвалууд нь дейтерий-тритий, дейтерий-дейтерий эсвэл устөрөгч-устөрөгч байж болно.
Тасалгааны хэмжээс, түүний хэлбэрийг түлшний төрлөөс хамааран тохируулж болно. Үүнээс гадна гадна болон дотоод төхөөрөмжийн хэлбэр, хөргөлтийн төрөл гэх мэтийг өөрчлөх боломжтой болно.
Физик-математикийн шинжлэх ухааны нэр дэвшигч Борис Бояршиновын хэлснээр, термоядролын реактор бий болгох төслүүд дөчин жилийн турш хэрэгжсэн.
"70-аад оноос хойш хяналттай термоядролын нэгдлийн асуудал хурцаар тавигдаж байсан ч өнөөг хүртэл термоядролын реактор бий болгох олон оролдлого амжилтгүй болсон. Түүний шинэ бүтээлийн ажил хийгдэж байгаа бөгөөд удахгүй амжилтанд хүрэх болно" гэж ноён Бояршинов тэмдэглэв.
ОХУ-ын Greenpeace байгууллагын эрчим хүчний хөтөлбөрийн тэргүүн Владимир Чупров термоядролын хайлалтыг ашиглах санаанд эргэлзэж байна.
“Энэ бол аюулгүй үйл явцаас хол байна. Хэрэв термоядроны реакторын хажууд уран-238-ын “хөнжил” тавивал бүх нейтронууд энэ бүрхүүлд шингэж, уран-238 нь плутони-239, 240 болж хувирна. Эдийн засгийн үүднээс авч үзвэл термоядроны нэгдэл ч гэсэн. хэрэгжүүлж, нэвтрүүлж болно арилжааны мөлжлөгЭнэ үйл явцад маш чадварлаг боловсон хүчин шаардлагатай байгаа тул түүний өртөг нь улс орон бүр үүнийг төлж чадахгүй "гэж экологич хэлэв.
Түүний хэлснээр, эдгээр технологийн нарийн төвөгтэй байдал, өндөр өртөг нь техникийн түвшинд хэрэгжсэн ч аливаа төсөл бүдэрч унахад саад болдог. "Гэхдээ амжилттай болсон ч энэ зууны эцэс гэхэд хайлуулах станцын суурилагдсан хамгийн дээд хүчин чадал нь 100 ГВт байх бөгөөд энэ нь хүн төрөлхтний хэрэгцээний 2 орчим хувьтай тэнцэнэ. Үүний үр дүнд термоядролын нэгдэл шийдэгдэхгүй дэлхийн асуудал" гэж ноён Чупров итгэлтэй байна.
Сибирийн салбарын Цөмийн физикийн хүрээлэнгийн эрдэмтэд Оросын академиШинжлэх ухаан (BINP SB RAS) хүрээлэндээ термоядролын реакторын ажлын загварыг бүтээхээр төлөвлөж байна. Энэхүү "Sib.fm" хэвлэлд төслийн удирдагч, физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор Александр Иванов мэдэгдэв.
"Ирээдүйн дулааны цөмийн энергийн үндэс, технологийг хөгжүүлэх" төслийг эхлүүлэхийн тулд эрдэмтэд засгийн газрын тэтгэлэг авсан. Эрдэмтэд реактор бүтээхэд нийтдээ хагас тэрбум рубль шаардлагатай болно. Тус хүрээлэн таван жилийн дараа уг байгууламжийг барих гэж байна. Мэдээлснээр, хяналттай термоядролын нэгдэл, тухайлбал плазмын физиктэй холбоотой судалгааг INP SB RAS-д удаан хугацаанд хийж байсан.
“Одоог хүртэл бид хайлуулах урвалд ашиглаж болох цөмийн реакторын анги бий болгохын тулд физикийн туршилт хийж ирсэн. Бид энэ тал дээр ахиц дэвшил гаргаж, термоядролын станцын эх загвар бүтээх даалгавартай тулгарсан. Өнөөдрийн байдлаар бид суурь, технологио хуримтлуулж, ажлаа эхлүүлэхэд бүрэн бэлтгэгдсэн. Энэ нь реакторын бүрэн хэмжээний загвар болох бөгөөд судалгаанд ашиглах, жишээлбэл, цацраг идэвхт хаягдлыг боловсруулахад ашиглах боломжтой юм. Ийм цогцолборыг бий болгох олон технологи байдаг. Эдгээр нь шинэ бөгөөд нарийн төвөгтэй бөгөөд эзэмшихэд хэсэг хугацаа шаардагдана. Бидний шийдэх плазмын физикийн бүх даалгавар дэлхийн шинжлэх ухааны нийгэмлэгт хамааралтай" гэж Иванов хэлэв.
Уламжлалт цөмийн энергиээс ялгаатай нь термоядролын энерги нь хөнгөн цөмүүдээс хүнд цөм үүсэх үед ялгарах энергийг ашиглах ёстой. Устөрөгчийн изотопуудыг - дейтерий ба тритиумыг түлш болгон ашиглахаар төлөвлөж байгаа боловч INP SB RAS нь зөвхөн дейтерийтэй ажиллах болно.
"Бид зөвхөн электрон үүсгэх загварчлалын туршилтыг хийх болно, гэхдээ бүх урвалын параметрүүд бодит байдалтай тохирно. Бид бас цахилгаан үйлдвэрлэхгүй - бид зөвхөн урвал үргэлжилж, плазмын үзүүлэлтэд хүрсэн гэдгийг батлах болно. Хэрэглээний техникийн даалгавруудыг бусад реакторуудад хэрэгжүүлнэ” гэж тус хүрээлэнгийн дэд захирал хэлэв шинжлэх ухааны ажилЮрий Тихонов.
Дейтерийтэй холбоотой урвалууд нь харьцангуй хямд бөгөөд эрчим хүчний гарц өндөртэй боловч аюултай нейтрон цацраг үүсгэдэг.
"АТ одоо байгаа суурилуулалтплазмын температур 10 сая градус хүрчээ. Энэ нь реакторын чанарыг тодорхойлдог гол үзүүлэлт юм. Шинээр бий болсон реакторын плазмын температурыг хоёроос гурав дахин нэмэгдүүлнэ гэж найдаж байна. Энэ түвшинд бид суурилуулалтыг цахилгаан реакторын нейтрон драйвер болгон ашиглах боломжтой болно. Манай загвар дээр үндэслэн нейтронгүй тритий-дейтерийн реакторуудыг бий болгож болно. Өөрөөр хэлбэл, бидний бүтээсэн суурилуулалт нь нейтронгүй түлшийг бий болгох боломжийг олгоно" гэж INP SB RAS-ийн судалгааны дэд захирал Александр Бондарь тайлбарлав.
ОХУ-ын ШУА-ийн Сибирийн салбарын Цөмийн физикийн хүрээлэнгийн (BINP SB RAS) эрдэмтэд өөрсдийн хүрээлэндээ термоядролын реакторын ажлын загварыг бүтээхээр төлөвлөж байна. Энэхүү "Sib.fm" хэвлэлд төслийн удирдагч, физик-математикийн шинжлэх ухааны доктор Александр Иванов мэдэгдэв.
"Ирээдүйн дулааны цөмийн энергийн үндэс, технологийг хөгжүүлэх" төслийг эхлүүлэхийн тулд эрдэмтэд засгийн газрын тэтгэлэг авсан. Эрдэмтэд реактор бүтээхэд нийтдээ хагас тэрбум рубль шаардлагатай болно. Тус хүрээлэн таван жилийн дараа уг байгууламжийг барих гэж байна. Мэдээлснээр, хяналттай термоядролын нэгдэл, тухайлбал плазмын физиктэй холбоотой судалгааг INP SB RAS-д удаан хугацаанд хийж байсан.
“Одоог хүртэл бид хайлуулах урвалд ашиглаж болох цөмийн реакторын анги бий болгохын тулд физикийн туршилт хийж ирсэн. Бид энэ тал дээр ахиц дэвшил гаргаж, термоядролын станцын эх загвар бүтээх даалгавартай тулгарсан. Өнөөдрийн байдлаар бид суурь, технологио хуримтлуулж, ажлаа эхлүүлэхэд бүрэн бэлтгэгдсэн. Энэ нь реакторын бүрэн хэмжээний загвар болох бөгөөд судалгаанд ашиглах, жишээлбэл, цацраг идэвхт хаягдлыг боловсруулахад ашиглах боломжтой юм. Ийм цогцолборыг бий болгох олон технологи байдаг. Эдгээр нь шинэ бөгөөд нарийн төвөгтэй бөгөөд эзэмшихэд хэсэг хугацаа шаардагдана. Бидний шийдэх плазмын физикийн бүх даалгавар дэлхийн шинжлэх ухааны нийгэмлэгт хамааралтай" гэж Иванов хэлэв.
Уламжлалт цөмийн энергиээс ялгаатай нь термоядролын энерги нь хөнгөн цөмүүдээс хүнд цөм үүсэх үед ялгарах энергийг ашиглах ёстой. Устөрөгчийн изотопуудыг - дейтерий ба тритиумыг түлш болгон ашиглахаар төлөвлөж байгаа боловч INP SB RAS нь зөвхөн дейтерийтэй ажиллах болно.
"Бид зөвхөн электрон үүсгэх загварчлалын туршилтыг хийх болно, гэхдээ бүх урвалын параметрүүд бодит байдалтай тохирно. Бид бас цахилгаан үйлдвэрлэхгүй - бид зөвхөн урвал үргэлжилж, плазмын үзүүлэлтэд хүрсэн гэдгийг батлах болно. Хэрэглээний техникийн даалгавруудыг бусад реакторуудад хэрэгжүүлнэ” гэж тус хүрээлэнгийн судалгааны дэд захирал Юрий Тихонов хэлэв.
Дейтерийтэй холбоотой урвалууд нь харьцангуй хямд бөгөөд эрчим хүчний гарц өндөртэй боловч аюултай нейтрон цацраг үүсгэдэг.
"Одоо байгаа суурилуулалтанд плазмын температур 10 сая градус хүрсэн. Энэ нь реакторын чанарыг тодорхойлдог гол үзүүлэлт юм. Шинээр бий болсон реакторын плазмын температурыг хоёроос гурав дахин нэмэгдүүлнэ гэж найдаж байна. Энэ түвшинд бид суурилуулалтыг цахилгаан реакторын нейтрон драйвер болгон ашиглах боломжтой болно. Манай загвар дээр үндэслэн нейтронгүй тритий-дейтерийн реакторуудыг бий болгож болно. Өөрөөр хэлбэл, бидний бүтээсэн суурилуулалт нь нейтронгүй түлшийг бий болгох боломжийг олгоно" гэж INP SB RAS-ийн судалгааны дэд захирал Александр Бондарь тайлбарлав.
Испанийн инженерүүд задралын оронд цөмийн хайлалтыг ашигладаг байгаль орчинд ээлтэй инерцийн плазмын хайлуулах реакторын прототипийг бүтээжээ. Энэхүү шинэ бүтээл нь түлшийг ихээхэн хэмнэж, хүрээлэн буй орчны бохирдлоос зайлсхийх болно гэж мэдэгджээ.
Мадридын Политехникийн их сургуулийн профессор Хосе Гонзалес Диез уснаас ялгаж авах боломжтой устөрөгчийн изотопыг түлш болгон ашигладаг реакторын патент авсан нь цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд ихээхэн хэмнэлт гаргах боломжийг олгожээ. Реактор дахь синтез нь 1000 МВт-ын лазерын цацрагийн тусламжтайгаар явагддаг.
Аюулгүй байдал, санхүүгийн үр ашгийн хувьд цөмийн задралаас өөр хувилбар гаргахын тулд цөмийн хайлалтыг олон жилийн турш судалж ирсэн. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр тасралтгүй өндөр хүчдэлийн цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нэг ч хайлуулах реактор байхгүй байна. Байгалийн термоядролын реакторын жишээ бол Нар бөгөөд түүний дотор асар их температурт халсан плазмыг өндөр нягтралтай байдалд хадгалдаг.
"Fusion Power" төслийн хүрээнд Гонзалес Диез инерцийн плазмын хоригтой хайлуулах реакторын прототипийг бүтээжээ. Реакторын синтезийн камерыг ашигласан түлшний төрөлд тохируулж болно. Онолын хувьд боломжтой урвалууд нь дейтерий-тритий, дейтерий-дейтерий эсвэл устөрөгч-устөрөгч байж болно.
Тасалгааны хэмжээс, түүний хэлбэрийг түлшний төрлөөс хамааран тохируулж болно. Үүнээс гадна гадна болон дотоод төхөөрөмжийн хэлбэр, хөргөлтийн төрөл гэх мэтийг өөрчлөх боломжтой болно.
Физик-математикийн шинжлэх ухааны нэр дэвшигч Борис Бояршиновын хэлснээр, термоядролын реактор бий болгох төслүүд дөчин жилийн турш хэрэгжсэн.
"70-аад оноос хойш хяналттай термоядролын нэгдлийн асуудал хурцаар тавигдаж байсан ч өнөөг хүртэл термоядролын реактор бий болгох олон оролдлого амжилтгүй болсон. Түүний шинэ бүтээлийн ажил хийгдэж байгаа бөгөөд удахгүй амжилтанд хүрэх болно" гэж ноён Бояршинов тэмдэглэв.
ОХУ-ын Greenpeace байгууллагын эрчим хүчний хөтөлбөрийн тэргүүн Владимир Чупров термоядролын хайлалтыг ашиглах санаанд эргэлзэж байна.
“Энэ бол аюулгүй үйл явцаас хол байна. Хэрэв та хайлуулах реакторын хажууд уран-238-ын “хөнжил”-ийг байрлуулбал бүх нейтронууд энэ бүрхүүлд шингэж, уран-238 нь плутони-239, 240 болж хувирна. Эдийн засгийн үүднээс авч үзвэл, термоядролыг нэгтгэсэн ч гэсэн. Энэ үйл явцыг хэрэгжүүлэхэд маш чадварлаг боловсон хүчин шаардлагатай байгаа тул түүний өртөг нь улс орон бүр үүнийг төлж чадахгүй тул үүнийг хэрэгжүүлж, арилжааны зориулалтаар ашиглах боломжтой" гэж экологич хэлэв.
Түүний хэлснээр, эдгээр технологийн нарийн төвөгтэй байдал, өндөр өртөг нь техникийн түвшинд хэрэгжсэн ч аливаа төсөл бүдэрч унахад саад болдог. "Гэхдээ амжилттай болсон ч энэ зууны эцэс гэхэд хайлуулах станцын суурилагдсан хамгийн дээд хүчин чадал нь 100 ГВт байх бөгөөд энэ нь хүн төрөлхтний хэрэгцээний 2 орчим хувьтай тэнцэнэ. Үүний үр дүнд термоядролын нэгдэл нь дэлхийн асуудлыг шийдэж чадахгүй" гэж ноён Чупров итгэлтэй байна.
