Agus an cumasc?
Ábhar
Bhí tuairiscí ag deireadh na bliana seo caite faoi thógáil imoibreora le haghaidh sintéise ag speisialtóirí na Síne sensational (1). Thuairiscigh meáin stáit na Síne go mbeidh an áis HL-2M, atá lonnaithe ag ionad taighde i Chengdu, ag feidhmiú i 2020. Léirigh ton na dtuairiscí sna meáin go raibh an cheist maidir le rochtain ar fhuinneamh do-exhaustible an chomhleá thermonuclear réitithe go deo.
Cuidíonn breathnú níos dlúithe ar na sonraí chun an dóchas a fhuarú.
nua gaireas cineál tokamak, le dearadh níos forbartha ná iad siúd atá ar eolas go dtí seo, ba chóir go mbeadh plasma a ghiniúint le teocht os cionn 200 milliún céim Celsius. D'fhógair ceannaire Institiúid Fisice Southwestern de chuid Chorparáid Núicléach Náisiúnta na Síne Duan Xiuru é seo i bpreasráiteas. Soláthróidh an gléas tacaíocht theicniúil do na Síne atá ag obair ar an tionscadal Imoibreoir Turgnamhach Teirmnúicléach Idirnáisiúnta (ITER)chomh maith le tógáil.
Mar sin is dóigh liom nach réabhlóid fuinnimh é fós, cé gur chruthaigh na Sínigh é. imoibreoir KhL-2M go dtí seo is beag atá ar eolas. Níl a fhios againn cad é an t-aschur teirmeach tuartha don imoibreoir seo nó cad iad na leibhéil fuinnimh a theastaíonn chun imoibriú comhleá núicléach a rith ann. Níl a fhios againn an rud is tábhachtaí - an bhfuil an t-imoibreoir comhleá Síneach dearadh le cothromaíocht dearfach fuinnimh, nó an bhfuil sé ach imoibreoir comhleá turgnamhach eile a cheadaíonn imoibriú comhleá, ach ag an am céanna a éilíonn níos mó fuinnimh le haghaidh "adhainte" ná an fuinneamh is féidir a fháil mar thoradh ar imoibrithe.
Iarracht idirnáisiúnta
Tá an tSín, mar aon leis an Aontas Eorpach, na Stáit Aontaithe, an India, an tSeapáin, an Chóiré Theas agus an Rúis, ina gcomhaltaí den chlár ITER. Is é seo an ceann is daoire de na tionscadail taighde idirnáisiúnta atá á maoiniú ag na tíortha thuasluaite, ar chostas thart ar US$20 billiún. Osclaíodh é mar thoradh ar chomhoibriú idir rialtais Mikhail Gorbachev agus Ronald Reagan le linn ré an Chogaidh Fhuair, agus blianta fada ina dhiaidh sin áiríodh é i gconradh a shínigh na tíortha seo go léir in 2006.
2. Ag láithreán tógála an ITER tokamak
Tá tionscadal ITER i gCadharache i ndeisceart na Fraince (2) ag forbairt an tokamak is mó ar domhan, is é sin, seomra plasma a chaithfear a úsáid trí réimse maighnéadach cumhachtach a ghintear le leictreamaighnéid. D'fhorbair an tAontas Sóivéadach an aireagán seo sna 50í agus 60í. Bainisteoir tionscadáil, Labhán Koblenz, d'fhógair gur cheart don eagraíocht an "chéad plasma" a fháil faoi mhí na Nollag 2025. Ba cheart go dtacódh ITER le imoibriú teirmeanúicléach ar feadh thart ar 1 míle duine gach uair. soicind, neart a fháil 500-1100 MW. Mar chomparáid, an tokamak Briotánach is mó go dtí seo, JET (comhthorus Eorpach), coinníonn sé imoibriú ar feadh roinnt deicheanna soicindí agus neartaíonn sé suas go dtí 16 MW. Scaoilfear an fuinneamh san imoibreoir seo i bhfoirm teasa - níl sé ceaptha a thiontú go leictreachas. Níl an cheist maidir le cumhacht chomhleá a sheachadadh don ghreille toisc gur chun críocha taighde amháin atá an tionscadal. Níl sé ach ar bhonn ITER go dtógfar giniúint imoibreoirí thermonuclear sa todhchaí, ag teacht ar an gcumhacht 3-4 míle. MW.
Is í an phríomhchúis nach bhfuil gnáthstáisiúin chumhachta comhleá ann fós (in ainneoin breis is seasca bliain de thaighde fairsing agus costasach) ná an deacracht a bhaineann le hiompar an plasma a rialú agus a "bhainistiú". Mar sin féin, tá blianta turgnamhacha tar éis go leor fionnachtana luachmhara a thabhairt, agus inniu is cosúil go bhfuil fuinneamh comhleá níos dlúithe ná riamh.
Cuir héiliam-3 leis, corraigh agus teas
Is é ITER príomhfhócas taighde comhleá domhanda, ach tá go leor ionad taighde, cuideachtaí agus saotharlanna míleata ag obair freisin ar thionscadail chomhleá eile a chlaonann ón gcur chuige clasaiceach.
Mar shampla, a rinneadh le blianta beaga anuas ar ó Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts turgnaimh le Héilim-3 ar an tokamak thug torthaí spreagúla, lena n-áirítear méadú faoi dheich ar fhuinneamh ian plasma. D'fhorbair eolaithe atá i mbun turgnaimh ar an tokamak C-Mod ag Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts, in éineacht le speisialtóirí ón mBeilg agus ón Ríocht Aontaithe, cineál nua breosla teirmeanúicléach ina bhfuil trí chineál ian. Foireann Alcatel C-Mod (3) rinne sé staidéar ar ais i Meán Fómhair 2016, ach níor rinneadh anailís ar shonraí na dturgnaimh seo ach le déanaí, rud a léirigh méadú ollmhór ar fhuinneamh plasma. Bhí na torthaí chomh spreagúil sin gur chinn na heolaithe a bhí ag rith an tsaotharlann comhleá oibriúcháin is mó ar domhan, JET sa RA, na turgnaimh a dhéanamh arís. Baineadh amach an méadú céanna ar fhuinneamh. Foilsítear torthaí an staidéir san iris Nature Physics.
3. Tokamak Alcator C-Mod i bhfeidhm
Ba í an eochair chun éifeachtúlacht breosla núicléach a mhéadú ná rianmhéideanna héiliam-3 a chur leis, iseatóp cobhsaí héiliam, le neodrón amháin in ionad dhá cheann. Ní raibh sa bhreosla núicléach a úsáideadh i modh Alcator C roimhe seo ach dhá chineál iain, deoitéiriam agus hidrigin. Is ionann deoitéiriam, iseatóp cobhsaí hidrigine a bhfuil neodrón ina núicléas (seachas hidrigin gan neodrón), agus thart ar 95% den bhreosla. D'úsáid eolaithe ag an Ionad Taighde Plasma agus Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts (PSFC) próiseas ar a dtugtar RF teasa. Úsáideann na antennas in aice leis an tokamak minicíocht raidió ar leith chun na cáithníní a spreagadh, agus déantar na tonnta a chalabrú chun na hiain hidrigine a "spriocadh". Toisc gur codán beag de dhlús iomlán an bhreosla atá i hidrigin, is féidir leibhéil foircneacha fuinnimh a bhaint amach má dhíríonn tú ach codán beag de na hiain ar théamh. Thairis sin, téann na hiain spreagtha hidrigine chuig na hiain deoitéiriam atá i réim sa mheascán, agus téann na cáithníní a fhoirmítear ar an mbealach seo isteach i sceall seachtrach an imoibreora, ag scaoileadh teasa.
Méadaítear éifeachtúlacht an phróisis seo nuair a chuirtear iain héiliam-3 leis an meascán i méid níos lú ná 1%. Tríd an téamh raidió ar fad a dhíriú ar mhéid beag héiliam-3, d'ardaigh na heolaithe fuinneamh na n-ian go meigeleictreonvoltaí (MeV).
An chéad teacht - an chéad sheirbheáil Coibhéis i Rúisis: Ag ithe aoi déanach agus cnámh
Tá go leor forbairtí déanta i saol na hoibre comhleá rialaithe le blianta beaga anuas a d'athghin súil na n-eolaithe agus gach duine againn chun "Soitheach Naofa" fuinnimh a bhaint amach ar deireadh.
Áirítear ar chomharthaí maithe, i measc nithe eile, fionnachtana ó Saotharlann Fisice Plasma Princeton (PPPL) de Roinn Fuinnimh na SA (DOE). Baineadh úsáid as tonnta raidió go mór chun laghdú suntasach a dhéanamh ar na perturbations plasma mar a thugtar orthu, rud a d'fhéadfadh a bheith ríthábhachtach i bpróiseas imoibrithe teirmeanúicléacha "gléasadh suas". Thuairiscigh an fhoireann taighde céanna i mí an Mhárta 2019 ar thurgnamh tokamak litiam ina raibh ballaí istigh an imoibreora tástála brataithe le litiam, ábhar atá ar eolas go maith ó chadhnraí a úsáidtear go coitianta i leictreonaic. Thug na heolaithe faoi deara go n-ionsúnn an líneáil litiam ar bhallaí an imoibreora cáithníní plasma scaipthe, rud a chosc ó fhrithchaitheamh ar ais go dtí an scamall plasma agus ag cur isteach ar imoibrithe teirmeanúicléacha.
4. Amharcléiriú ar an tionscadal TAE Technologies
Tá scoláirí ó mhór-institiúidí eolaíocha creidiúnacha tar éis éirí fiúntach dóchasach ina gcuid fógraí. Le déanaí, tháinig méadú ollmhór ar an spéis i dteicnící comhleá rialaithe san earnáil phríobháideach. In 2018, d’fhógair Lockheed Martin plean chun fréamhshamhail d’imoibreoir comhleá dhlúth (CFR) a fhorbairt laistigh de na deich mbliana atá romhainn. Má tá an teicneolaíocht a bhfuil an chuideachta ag obair ar oibreacha, beidh gléas trucail-mhéid a bheith in ann a chur ar fáil go leor leictreachais chun freastal ar riachtanais gléas 100 troigh cearnach. áitritheoirí na cathrach.
Tá cuideachtaí agus ionaid taighde eile san iomaíocht féachaint cé atá in ann an chéad imoibreoir comhleá fíor a thógáil, lena n-áirítear TAE Technologies agus Institiúid Teicneolaíochta Massachusetts. Tháinig fiú Jeff Bezos ó Amazon agus Bill Gates ó Microsoft le déanaí i dtionscadail chumaisc. Áiríodh le déanaí NBC News seacht gcinn déag de chuideachtaí comhleá-amháin bheaga sna SA. Tá gnólachtaí tosaithe cosúil le Comhleá Ginearálta nó Córais Comhleá Chomhleá ag díriú ar imoibreoirí níos lú bunaithe ar shársheoltóirí nuálacha.
An coincheap "comhleá fuar" agus roghanna eile d'imoibreoirí móra, ní hamháin tokamaks, ach freisin mar a thugtar air. stellarators, le dearadh beagán difriúil, tógtha lena n-áirítear sa Ghearmáin. Leanann an cuardach le haghaidh cur chuige difriúil ar aghaidh freisin. Sampla de seo is ea gléas ar a dtugtar Z-pinch, tógtha ag eolaithe ó Ollscoil Washington agus cur síos air i gceann de na heisiúintí is déanaí den iris Physics World. Oibríonn an Z-pinch tríd an plasma a ghabháil agus a chomhbhrú i réimse maighnéadach cumhachtach. Sa turgnamh, bhíothas in ann an plasma a chobhsú ar feadh 16 micrishoicind, agus lean an imoibriú comhleá ar feadh thart ar an tríú cuid den am seo. Bhí an léiriú ceaptha a thaispeáint go bhfuil sintéis ar scála beag is féidir, cé go bhfuil go leor eolaithe fós amhras tromchúiseach faoi seo.
Ina dhiaidh sin, a bhuíochas le tacaíocht ó Google agus infheisteoirí ardteicneolaíochta eile, úsáideann an chuideachta California TAE Technologies difriúil, seachas an gnáth le haghaidh turgnaimh chomhleá, meascán breosla bórón, a úsáideadh chun imoibreoirí níos lú agus níos saoire a fhorbairt, ar dtús chun críche an inneall roicéad comhleá mar a thugtar air. Imoibreoir comhleá sorcóireach fréamhshamhail (4(b) le léasacha cuntair (CBFR), a théann gás hidrigine chun dhá fháinne plasma a fhoirmiú. Comhcheanglaíonn siad le babhtaí de cháithníní támh agus coimeádtar iad i stát den sórt sin, rud a mhéadódh fuinneamh agus marthanacht an plasma.
Tá cuideachta tosaithe comhleá eile ag an nGinearál Fusion ó chúige Cheanada de British Columbia ag baint sult as tacaíocht Jeff Bezos féin. Go simplí, is é a choincheap plasma te a instealladh isteach i liathróid miotail leachtach (meascán de litiam agus luaidhe) taobh istigh de liathróid chruach, agus ina dhiaidh sin tá an plasma comhbhrúite ag loiní, cosúil le hinneall díosail. Ba cheart go dtiocfadh comhleá mar thoradh ar an mbrú a chruthaítear, rud a scaoilfidh méid ollmhór fuinnimh chun tuirbíní de chineál nua de ghléasra cumhachta a chumhachtú. Deir Mike Delage, príomhoifigeach teicneolaíochta ag General Fusion, go bhféadfadh comhleá núicléach tráchtála tosú i gceann deich mbliana.
5. Léaráid ó phaitinn teirmeanúicléach de chuid Chabhlach na SA.
Le déanaí, chomhdaigh Cabhlach na SA paitinn freisin le haghaidh "gléas comhleá plasma". Labhraíonn an phaitinn faoi réimsí maighnéadacha chun "creathadh luathaithe" a chruthú (5). Is é an smaoineamh imoibreoirí comhleá a thógáil beag go leor le bheith iniompartha. Ní gá a rá, bhí amhras ar an iarratas seo ar phaitinn.
