Кытайдын өзөктүк синтези үчүн МЫКТЫ хосттун курулушу комплекстүү түрдө башталды
1-октябрда Кытайдын BEST ядролук синтез аппаратын курууда негизги ачылыш жасалды.
Салмагы 400 тоннадан ашкан база ийгиликтүү орнотулду жана жалпы салмагы болжол менен 6700 тонна болгон МЫКТЫ аскерди ташууга колдонулат, бул негизги өлкөнүн оор машина куруучу комплексинин курулушунун башталышын белгилейт.
Келечекте, бул аппарат өзөктүк синтездин электр энергиясын өндүрүүнүн биринчи эл аралык тастыкталган демонстрациясы болот жана 2030-жылга чейин ядролук синтез аркылуу биринчи жарыкты күйгүзөт деп күтүлүүдө.
Ядролук синтез: Космикалык энергияны изилдөө үчүн эң сонун сыр
Күндүн 4,6 миллиард жыл бою тынымсыз күйүп турган сырынан баштап, адамзаттын «түгөнгүс» таза энергияга умтулуусуна чейин, ядролук синтез ар дайым илим тармагындагы эң жаркыраган изилдөө багыттарынын бири болуп келген. Бул жылдыздардын ааламга жарык жана жылуулук чыгаруучу негизги кыймылдаткыч күчү гана эмес, ошондой эле адамдын энергетикалык ландшафтын толугу менен өзгөртүү мүмкүнчүлүгүнө ээ - алдыңкы технология.
Жөнөкөй сөз менен айтканда, ядролук синтез деп жеңил атомдук ядролордун (мисалы, суутек изотоптору дейтерий жана тритий) өтө жогорку температурада жана басымда ядролордун ортосундагы электростатикалык түртүүнү (кулондук түртүү) жеңип, оор атомдук ядролорго (мисалы, гелий сыяктуу) кагылышып, биригүү процессин билдирет. Бул процесс Эйнштейндин "E=mc ²" - массалык энергетикалык теңдемесине ылайык, эриген жаңы ядронун жалпы массасы биригүүгө чейинки эки ядронун массаларынын суммасынан бир аз азыраак жана азайтылган масса (массалык жоготуу) энергия түрүндө бөлүнүп чыгат, учурда адам колдонгон энергиянын тыгыздыгы каалаган энергиядан алда канча ашып кетет.
Ядролук синтездин энергия сыйымдуулугун түшүнүү үчүн бир гана маалыматтарды салыштыруу керек: 1 килограмм дейтерий тритий аралашмасынын синтез реакциясынан бөлүнүп чыккан энергия 27000 тонна стандарттуу көмүрдү күйгөндө пайда болгон жылуулукка же 120 тонна газолду толук күйгүзгөндө пайда болгон энергияга барабар; Бирок, ошол эле сапаттагы (мисалы, уран-235) ядролук бөлүнүү отун тарабынан бөлүнүп чыккан энергия ядролук синтезден бөлүнүп чыккан энергиянын 1/4 бөлүгүн гана түзөт. Андан да маанилүүсү, ядролук синтез үчүн отун булактары дээрлик чексиз – дейтерий Жердеги деңиз суусунда кеңири кездешет жана деңиз суусунун ар бир литринде синтез аркылуу 300 литр бензинге барабар энергияны бөлүп чыгара турган дейтерий бар. Дүйнө жүзү боюнча деңиз суусунда камтылган дейтерий миллион жылдан ашык убакыт бою адамзаттын энергетикалык муктаждыктарын канааттандыра алат; Тритий табиятта өтө сейрек кездешсе да, литийди (жер кыртышында көп кездешүүчү элемент) нейтрондор менен реакцияга киргизип, жасалма жол менен даярдаса болот жана "отун жетишсиздиги" көйгөйү жок.
Бирок, башкарылуучу ядролук синтезге жетишүү оңой иш эмес жана анын негизги милдети «ядролук синтез үчүн экстремалдык шарттарды кантип түзүү жана колдоо» деген суроодо турат. Күндүн ичинде гравитациялык кыйроо 15 миллион градус Цельсийдеги жогорку температураны жана 250 миллиард атмосфералык жогорку басымды жаратат, бул табигый түрдө ядролук синтез үчүн "от алдыруу шарттарына" жооп берет; Бирок жер бетинде адамдар мындай күчтүү тартылуу күчүн кайталай албайт жана технологиялык каражаттар аркылуу гана экстремалдык чөйрөлөрдү окшоштура алат. Азыркы учурда, эки негизги изилдөө багыттары бар:
Бир түрү - эл аралык термоядролук эксперименталдык реактор (ITER) тарабынан сунушталган магниттик камтылган синтез, адатта "жасалма күн" деп аталат. Ал плазманы (атомдук ядролор менен электрондор бөлүнгөн материянын төртүнчү абалы) тегерек вакуум камерасында (токамак аппараты) 150 миллион градуска чейинки температурада кармап туруу үчүн өтө күчтүү магнит талаасын (Жердин магнит талаасынан болжол менен 100 000 эсе күчтүү) колдонот. синтез реакциялары үчүн талап кылынган шарттарды канааттандыруу үчүн плазманы тынымсыз ысытып жатканда. 2023-жылы Кытайдын "Жасалма Күн" (EAST) аппараты плазманы 120 миллион градус Цельсийде 403 секунда бою үзгүлтүксүз иштетүүгө жетишип, дүйнөлүк рекорд койгон жана ITERдин кийинки эксперименттерине негиз салган.
Дагы бир түрү - Америка Кошмо Штаттарынын Улуттук от алдыруу мекемеси (NIF) тарабынан сунушталган инерциялык камак синтези. Ал 192 жогорку энергиялуу лазерди диаметри бир нече миллиметр болгон дейтерий тритий бутасына фокустатып, бутаны 30 миллион градус Цельсийге чейин ысытат жана абдан кыска убакыттын ичинде (реакциянын 10 триллиондон бир бөлүгүндө) Жердин ядросунун тыгыздыгынан 100 эсеге чейин кысат. диффузия мүмкүн болбогон учурда. 2022-жылдын декабрында NIF биринчи жолу - термоядролук реакциялар аркылуу бөлүнүп чыккан энергия кириш лазеринин энергиясынан ашып, "таза энергиянын жогорулашына" жетишти, бул инерциялык чектөө жолунда чоң жетишкендик болду.
Энергиянын жогорку жыштыгы жана мол отундан тышкары, ядролук синтез эң жогорку коопсуздукка жана экологиялык тазалыкка ээ. Ядролук бөлүнүүдөн айырмаланып, ядролук синтез реакциялары экстремалдык шарттар жоголгондо (мисалы, магнит талаасынын үзгүлтүккө учурашы же лазердин токтошу) дароо токтойт жана "өзөктүн эрүү" коркунучу жок; Реакциянын негизги продуктусу гелий (уууу эмес жана зыянсыз инерттүү газ) болуп саналат, ал ядролук бөлүнүү сыяктуу узак-радиактивдүү калдыктарды чыгарбайт жана айлана-чөйрөнү дээрлик булгабайт.
Адамзат али коммерциялык өзөктүк синтездик электр энергиясын өндүрүүгө жетише элек болсо да (30-50 жылдык технологиялык ачылыштарды талап кылат), ядролук синтездеги прогресстин ар бир кадамы, күндүн табигый биригүүсүнөн лабораториядагы акырындык менен ачылыштарга чейин адамзатты "энергия эркиндиги" максатына жакындатууда. Келечекте, атомдук синтездик электр станциялары бүткүл дүйнөгө жайылганда, адамзат казылып алынган отунга болгон көз карандылыктан толугу менен арылып, климаттын өзгөрүшү жана энергия тартыштыгы сыяктуу глобалдык көйгөйлөрдү чечип, таза жана чексиз энергияга негизделген жаңы доорду ачат.
