تشكيلعلم

توليف الانصهار. مشاكل الاندماج

مشاريع مبتكرة باستخدام الموصلات الفائقة الحديثة في المستقبل القريب سيسمح لتنفيذ تسيطر الانصهار النووي الحراري - لذلك يقول بعض المتفائلين. ومع ذلك، يتوقع الخبراء أن التطبيق العملي سوف يستغرق عدة عقود.

لماذا يكون من الصعب جدا؟

تعتبر طاقة الاندماج النووي كمصدر محتمل للطاقة في المستقبل. ومن الطاقة النقية للذرة. ولكن ما هو عليه، والسبب أنه من الصعب جدا تحقيقه؟ للبدء في فهم الاختلافات بين الكلاسيكية تقسيم نواة والاندماج النووي.

تقسيم الذرة هو أن النظائر المشعة - اليورانيوم أو البلوتونيوم - يتم تقسيم وتحويلها إلى النظائر المشعة للغاية أخرى، والتي يجب ثم يتم التخلص منها أو إعادة تدويرها.

رد فعل حراري التوليف يكمن في حقيقة أن اثنين من النظائر الهيدروجين - الديوتيريوم والتريتيوم - الاندماج في وحدة واحدة، وتشكيل الهليوم فقط غير سامة والنيوترونات دون إنتاج النفايات المشعة.

مشكلة السيطرة

ردود الفعل التي تحدث على الشمس أو في القنبلة الهيدروجينية - توليفة من الانصهار، والمهندسين مهمة شاقة - كيفية السيطرة على هذه العملية في محطة للطاقة؟

ومن الذي لاجله العلماء يعملون منذ 1960s. آخر التجريبية المفاعل النووي الحراري أطلق الانصهار دعا في Wendelstein 7-X في بلدة بشمال المانيا غرايفسفالد. ولكن ليس الغرض منه هو لخلق رد فعل - انها مجرد تصميم خاص والذي يتم اختباره (بدلا من توكاماك stellarator).

البلازما عالية الطاقة

جميع المنشآت الحرارية هي سمة مشتركة - شكل على شكل حلقة. لأنه يقوم على فكرة استخدام الكهربائي قوية لإنتاج حقل كهرومغناطيسية قوية جود شكل الحيد - دراجة تضخم الانبوب الداخلي.

وينبغي أن يكون هذا الحقل الكهرومغناطيسي كثيفة بحيث أنه عندما يتم تسخينه في فرن الميكروويف إلى مليون درجة مئوية، يجب أن يظهر البلازما في وسط الحلبة. ثم إنها أشعلت إلى الانصهار يمكن أن تبدأ.

مظاهرة لل

في أوروبا، التي أجريت حاليا اثنين من تجارب مماثلة. واحد منهم هو في Wendelstein 7-X، التي ولدت مؤخرا أول البلازما الهليوم لها. آخر - ITER - هو ضخمة التجريبية الانصهار التثبيت في جنوب فرنسا، والذي لا يزال قيد الإنشاء وسوف تكون جاهزة للإطلاق في عام 2023.

ومن المتوقع أن ITER سيكون التفاعلات النووية الحقيقية، على الرغم فقط لفترة قصيرة من الزمن، وبالتأكيد لم يعد من 60 دقيقة. هذا المفاعل هو مجرد واحدة من العديد من الخطوات على الطريق لضمان أنه، في الواقع، لتنفيذ الانصهار.

مفاعل الاندماج: أصغر حجما وأكثر قوة

في الآونة الأخيرة، وأعلنت العديد من المصممين إنشاء تصميم المفاعل الجديد. وفقا لمجموعة من الطلاب من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، فضلا عن ممثلين عن الشركة - الشركة المصنعة للاسلحة "لوكهيد مارتن"، يمكن أن يتم الاندماج النووي في المرافق التي هي أقوى وأصغر بكثير من ITER، وأنهم على استعداد للقيام بذلك لمدة عشر سنوات.

فكرة التصميم الجديد هو استخدام الكهربائي من الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية الحديثة، والتي تظهر ممتلكاتهم عندما تبرد مع النيتروجين السائل بدلا من المعتاد، التي تتطلب الهليوم السائل. سوف الجديدة والتكنولوجيا أكثر مرونة تغير تماما في تصميم المفاعل.

كلاوس هاش المسؤولة عن تكنولوجيا الاندماج النووي في المعهد التكنولوجي في كارلسروه في جنوب غرب ألمانيا، هو مشكك. وهو يدعم استخدام الموصلات الفائقة درجات حرارة عالية جديدة لتصاميم المفاعلات الجديدة. ولكن، كما قال، لتطوير شيء على جهاز الكمبيوتر، مع الأخذ بعين الاعتبار قوانين الفيزياء ليست كافية. فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار التحديات التي تنشأ في ترجمة الأفكار إلى واقع ملموس.

الخيال العلمي

ووفقا للتجزئة، ونموذج الطلاب MIT لا يظهر الا في إمكانية المشروع. ولكن في الواقع هناك الكثير من الخيال العلمي. يفترض المشروع أن مشاكل تقنية خطيرة تحل الانصهار. ولكن العلم الحديث لا يوجد لديه فكرة عن كيفية حلها.

واحدة من هذه المشكلة هي فكرة لفائف قابلة للفك. من أجل الحصول على داخل الحلبة، وحصر البلازما في الكهربائي تصميم معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نموذج يمكن تفكيكها.

وسيكون من المفيد جدا، لأنه من الممكن أن يكون الوصول إلى الكائنات في النظام الداخلي وتحل محلها. ولكن في الواقع الموصلات الفائقة المصنوعة من مادة السيراميك. المئات منهم يجب أن تكون متداخلة بطريقة معقدة، لتشكل المجال المغناطيسي الصحيح. وهناك مشكلة أكثر جوهرية: العلاقة بينهما ليست بهذه البساطة اتصال الكابلات النحاسية. لم يفكر فيه احد حتى عن المفاهيم التي من شأنها أن تساعد على حل هذه المشاكل.

حار جدا

الحرارة هي أيضا مشكلة. درجة الحرارة الأساسية الانصهار البلازما تصل نحو 150 مليون درجة مئوية. تبقى هذه الحرارة الشديدة في مكان - في وسط من الغاز المتأين. ولكن حتى من حوله لا تزال ساخنة جدا - 500-700 درجة مئوية في قلب المفاعل، الطبقة الداخلية يجري أنبوب معدني، والتي سوف يكون "لعبت مرة أخرى" التريتيوم اللازمة لحدوث الاندماج النووي.

ITER هو مشكلة أكبر - قضية ما يسمى السلطة. هذا الجزء من النظام الذي يتم توفيره من الوقود عملية التوليف المستخدمة، ومعظمهم من الهيليوم. المكون الأول المعدنية، التي تقع الغاز الساخن، ودعا "محول". ويمكن تسخينه فوق 2000 درجة مئوية.

مشكلة divertor

إلى مصنع يمكن أن تصمد أمام هذه درجات الحرارة، والمهندسين يحاولون استخدام التنغستن المعادن، وتستخدم في المصابيح المتوهجة القديمة. التنغستن درجة حرارة انصهار حوالي 3000 درجة مئوية. ولكن هناك قيود أخرى.

وITER يمكن القيام به، لتسخين ذلك لا يحدث في كل وقت. ومن المفترض أن المفاعل ستعمل٪ فقط 1-3 من الوقت. ولكن هذا ليس خيارا لمحطة توليد الكهرباء، والتي يجب أن يعمل على أساس 24/7. وإذا ادعى أحد أن تكون قادرة على بناء مفاعل أصغر بنفس القوة كما ITER، يمكننا أن نقول بثقة أنه لا يوجد لديه مشاكل حلول divertor.

محطة توليد الكهرباء في غضون بضعة عقود

ومع ذلك، والعلماء متفائلون بشأن تطوير مفاعلات الاندماج، ومع ذلك، فإنه لن يكون سريعا كما توقع بعض المتحمسين.

ITER هو لإثبات أن تسيطر الانصهار النووي الحراري يمكن أن تنتج في الواقع المزيد من الطاقة مما ينفق على تسخين البلازما. والخطوة التالية هي بناء مصنع مظاهرة هجين جديد بالكامل، والذي من شأنه أن يولد فعلا الكهرباء.

المهندسين يعملون الآن على تصميمها. وسوف تحتاج إلى تعلم الدروس المستفادة من ITER، والتي من المقرر إطلاقها في عام 2023 مع الأخذ بعين الاعتبار الوقت اللازم لتصميم وتخطيط والبناء، يبدو من غير المحتمل أن أول محطة للطاقة الانصهار سيتم بدأت قبل ذلك بكثير من منتصف القرن الحادي والعشرين.

الانصهار الباردة روسي

في عام 2014، خلصت مستقلة مفاعل اختبار E-القط أن الجهاز لمدة 32 يوما أنتجت متوسط انتاج الطاقة 2800 W في يستهلك 900 واط. وهذا هو أكثر من قادرة على تحديد أي تفاعل كيميائي. وتشير نتيجة إما انفراجة في الاندماج النووي أو الاحتيال الصريح. خيبة أمل التقرير المتشككين الذين يشككون في ما إذا كان اختبار مستقل حقا واقترح تزوير محتمل لنتائج الاختبار. والآخرون توضيح من "المكونات السرية" التي تسمح للاندماج روسي لإنتاج هذه التكنولوجيا.

روسي - المحتال؟

أندريا impozanten. انه ينشر إعلانا للعالم على اللغة الإنجليزية فريدة من نوعها في قسم التعليقات من مواقع الويب الخاصة بهم، ودعا pretentiously "مجلة الفيزياء النووية". إلا أن المحاولات الفاشلة السابقة تضمنت مشروع تحويل النفايات الإيطالي في الوقود والمولدات الحرارية. Petroldragon، ومشروع إدارة النفايات في مصدر الطاقة، قد فشلت جزئيا لأن يتم التحكم في الإغراق غير القانوني للنفايات الجريمة المنظمة الإيطالية، التي فتحت قضية جنائية ضده بسبب انتهاك لوائح التخلص من النفايات. هو أيضا خلق جهاز الحرارية لسلاح المهندسين في الجيش الأمريكي، ولكن أثناء اختبار الأداة تنتج سوى جزء من القدرة المعلنة.

الكثير منهم لا يثق في روسيا، ورئيس تحرير الطاقة تايمز نيو فقط ودعا بأنه مجرم، الذي خلف سلسلة من الكشافات السلطة الفاشلة.

التحقق المستقل

وقعت روسي عقدا مع شركة أمريكية الحرارة الصناعية لإجراء الاختبار السنوي للسرية التثبيت 1 ميغاواط من الانصهار الباردة. وكان جهاز حاوية شحن، ومعبأة في عشرات E-القط. وكانت التجربة التي سيتم رصدها من قبل طرف ثالث، والتي ستكون قادرة على تأكيد أن هذا هو الحال من توليد الحرارة في الواقع. يقول روسي الذي أمضى معظم العام الماضي، تقريبا الذين يعيشون في وعاء، وشاهد عمليات لأكثر من 16 ساعة في اليوم لإثبات الجدوى التجارية للالقط E.

انتهى الاختبار مارس. أنصار روسي يتطلع إلى تقارير المراقبين، على أمل لتبرير بطله. ولكن في النهاية حصلوا على الدعوى.

محاكمة

في بيانه أمام محكمة فلوريدا روسي يدعي أن الاختبار كان ناجحا، وأكد المحكم المستقل أن مفاعل القط E ينتج ستة أضعاف الطاقة مما تستهلك. وادعى أيضا أن الشركة الحرارة الصناعية وافقت على دفع له 100 مليون $ - 11500000 مسبقا بعد اختبار 24 ساعة (بزعم حقوق الترخيص للشركة أن تبيع هذه التكنولوجيا في الولايات المتحدة) و 89 مليون آخرين عند الانتهاء بنجاح من اختبار موسع في 350 يوما. روسيا تتهم IH في إجراء "مخطط احتيالي"، والغرض منها هو سرقة الملكية الفكرية. كما اتهم الشركة اختلاس مفاعل E-القط والنسخ غير المشروع للتقنيات المبتكرة والمنتجات والميزات والهياكل ومحاولة غير شرعية للحصول على براءة اختراع على الملكية الفكرية.

منجم ذهب

من جهة اخرى يقول روسي الذي على خلفية واحدة من المظاهرات شركته IH الواردة من المستثمرين من 50 حتي 60000000 $ و 200 مليون دولار من الصين بعد ان لعب مع المسؤولين الصينيين ومسؤولين على مستوى أعلى. إذا كان هذا صحيحا، على المحك هو أكثر من ذلك بكثير من مائة مليون دولار. رفض الحرارة الصناعية هذه الادعاءات لا أساس لها كما وتنوي الدفاع بنشاط. الأهم من ذلك، كما تقول، أن "لأكثر من ثلاث سنوات في العمل على تأكيد هذه النتائج، التي يزعم أنه روسي وله كات التكنولوجيا E، ولكن دون جدوى".

لا IH لا يؤمنون كفاءة E-القط، ومجلة الطاقة الجديدة تايمز يرى أي سبب للشك في هذا. في طبعة يونيو 2011 ممثل زار إيطاليا، روسي مقابلات وتصويره مظاهرة له كات E. بعد يوم واحد، وقال عن مخاوفه جدية حول طريقة قياس الطاقة الحرارية. بعد 6 أيام، نشر الصحافي شريط فيديو له على موقع يوتيوب. أرسل خبراء من جميع أنحاء العالم له التحليلات، التي نشرت في يوليو تموز. أصبح واضحا أنه كان مجرد خدعة.

تأكيدا التجريبية

ومع ذلك، فإن عددا من الباحثين - Aleksandru Parhomovu من جامعة الصداقة الشعبية الروسية وذاكرة مشروع مارتينا Fleyshmana (MFPM) - تمكن من إنتاج الانصهار البارد روسي. تقرير MFPM ما يسمى ب "نهاية عصر الكربون قريب." وكان السبب في هذا الإعجاب اكتشاف انفجارات أشعة جاما، والتي لا يمكن تفسيرها إلا من خلال تفاعل الاندماج. ووفقا للباحثين، من روسيا هو بالضبط ما يقول.

وصفة قابلة للحياة في الهواء الطلق الباردة طاقة الاندماج النووي يمكن أن يسبب "حمى البحث عن الذهب". الطرق البديلة التي من شأنها تجاوز البراءة من روسيا وترك الأمر على جانب من أعمال الطاقة بمليارات الدولارات يمكن العثور عليه.

لذلك، ربما، روسي كان يفضل تجنب هذا التأكيد.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 ar.unansea.com. Theme powered by WordPress.