Ati awọn àkópọ?

Awọn ijabọ ni opin ọdun to kọja nipa ikole riakito fun iṣelọpọ nipasẹ awọn alamọja Ilu Kannada dabi ohun ti o ni itara (1). Media ti ipinlẹ China royin pe ohun elo HL-2M, ti o wa ni ile-iṣẹ iwadii ni Chengdu, yoo ṣiṣẹ ni ọdun 2020. Ohun orin ti awọn ijabọ media fihan pe ọrọ wiwọle si agbara ailopin ti idapọ thermonuclear ti yanju lailai.

Wiwo diẹ sii ni awọn alaye ṣe iranlọwọ lati tutu ireti naa.

titun tokamak iru ẹrọ, pẹlu apẹrẹ ilọsiwaju diẹ sii ju awọn ti a mọ titi di isisiyi, o yẹ ki o ṣe pilasima pẹlu awọn iwọn otutu ti o ga ju 200 milionu iwọn Celsius. Eyi ni a kede ni atẹjade kan nipasẹ ori ti Southwestern Institute of Physics ti China National Nuclear Corporation Duan Xiuru. Ẹrọ naa yoo pese atilẹyin imọ-ẹrọ si Kannada ti n ṣiṣẹ lori iṣẹ naa Ríakítà Ìṣàdánwò Òràrà Àgbáyé (ITER)bi daradara bi ikole.

Nitorinaa Mo ro pe ko sibẹsibẹ Iyika agbara, botilẹjẹpe Kannada ti ṣẹda rẹ. riakito KhL-2M bẹ jina diẹ ni a mọ. A ko mọ kini iṣẹjade igbona ti iṣẹ akanṣe ti riakito yii jẹ tabi awọn ipele agbara wo ni o nilo lati ṣiṣe iṣesi idapọ iparun kan ninu rẹ. A ko mọ ohun pataki julọ - jẹ riakito idapọ Kannada jẹ apẹrẹ pẹlu iwọntunwọnsi agbara rere, tabi o kan jẹ riakito idapọpọ esiperimenta miiran ti o fun laaye iṣedapọ idapọ, ṣugbọn ni akoko kanna nilo agbara diẹ sii fun “igina” ju agbara ti o le gba bi abajade ti awọn aati.

International akitiyan

China, pẹlu European Union, United States, India, Japan, South Korea ati Russia, jẹ ọmọ ẹgbẹ ti eto ITER. Eyi jẹ gbowolori julọ ti awọn iṣẹ akanṣe iwadii kariaye lọwọlọwọ ti o ṣe inawo nipasẹ awọn orilẹ-ede ti a mẹnuba loke, ti o ni idiyele ni ayika US $ 20 bilionu. O ṣii bi abajade ifowosowopo laarin awọn ijọba ti Mikhail Gorbachev ati Ronald Reagan lakoko akoko Ogun Tutu, ati pe ọpọlọpọ ọdun lẹhinna o wa ninu adehun ti gbogbo awọn orilẹ-ede wọnyi fowo si ni ọdun 2006.

2. Ni awọn ikole ojula ti ITER tokamak

Iṣẹ akanṣe ITER ni Cadarache ni gusu France (2) n ṣe idagbasoke tokamak ti o tobi julọ ni agbaye, iyẹn ni, iyẹwu pilasima ti o gbọdọ ni itara nipa lilo aaye oofa ti o lagbara ti ipilẹṣẹ nipasẹ awọn eletiriki. Ipilẹṣẹ yii jẹ idagbasoke nipasẹ Soviet Union ni awọn ọdun 50 ati 60. Oluṣakoso idawọle, Lavan Koblenz, kede pe ajo yẹ ki o gba "pilasima akọkọ" nipasẹ Oṣu kejila ọdun 2025. ITER yẹ ki o ṣe atilẹyin iṣesi thermonuclear fun nipa 1 ẹgbẹrun eniyan ni akoko kọọkan. aaya, nini agbara 500-1100 MW. Fun lafiwe, tokamak ti Ilu Gẹẹsi ti o tobi julọ titi di oni, JET (Apapọ European torus), da duro a lenu fun orisirisi mewa ti aaya ati anfani agbara soke si 16 MW. Agbara ni riakito yii yoo tu silẹ ni irisi ooru - ko yẹ ki o yipada si ina. Gbigbe agbara idapọ si akoj ko si ibeere nitori iṣẹ akanṣe jẹ fun awọn idi iwadii nikan. O jẹ lori ipilẹ ti ITER nikan ni iran iwaju ti awọn reactors thermonuclear yoo wa ni ipilẹ, de agbara 3-4 ẹgbẹrun. MW.

Idi akọkọ ti awọn ohun elo agbara idapọ deede ko tun wa (laibikita ju ọgọta ọdun ti iwadii nla ati idiyele) jẹ iṣoro ti iṣakoso ati “iṣakoso” ihuwasi pilasima naa. Bí ó ti wù kí ó rí, ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọdún ti ìdánwò ti mú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìwádìí ṣíṣeyebíye jáde, àti lónìí agbára ìdapọ̀ dàbí ẹni tí ó sún mọ́ra ju ti ìgbàkígbà rí lọ.

Fi helium-3 kun, aruwo ati ooru

ITER jẹ idojukọ akọkọ ti iwadii idapọ agbaye, ṣugbọn ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ iwadii, awọn ile-iṣẹ ati awọn ile-iṣẹ ologun tun n ṣiṣẹ lori awọn iṣẹ akanṣe idapo miiran ti o yapa si ọna kilasika.

Fun apẹẹrẹ, waiye ni odun to šẹšẹ lori lati Massachusetts Institute of Technology adanwo pẹlu Helm-3 lori tokamak fun moriwu esi, pẹlu ilosoke mẹwa ninu agbara pilasima ion. Awọn onimo ijinlẹ sayensi ti n ṣe awọn adanwo lori C-Mod tokamak ni Massachusetts Institute of Technology, papọ pẹlu awọn alamọja lati Bẹljiọmu ati UK, ti ṣe agbekalẹ iru epo tuntun ti epo thermonuclear ti o ni awọn oriṣi mẹta ti ions. Egbe Alcator C-Mod (3) ṣe iwadi kan pada ni Oṣu Kẹsan 2016, ṣugbọn awọn data lati awọn adanwo wọnyi ti ṣe ayẹwo laipe laipe, ti o nfihan ilosoke nla ni agbara pilasima. Awọn abajade naa jẹ iwuri tobẹẹ pe awọn onimo ijinlẹ sayensi ti n ṣiṣẹ ile-iṣẹ idapọ iṣiṣẹ ti o tobi julọ ni agbaye, JET ni UK, pinnu lati tun awọn idanwo naa ṣe. Ilọsoke kanna ni agbara ti waye. Awọn abajade iwadi naa ni a tẹjade ninu iwe akọọlẹ Nature Physics.

3. Tokamak Alcator C-Mod ninu išišẹ

Bọtini lati ni ilọsiwaju ṣiṣe ti idana iparun ni afikun awọn iye itọpa ti helium-3, isotope iduroṣinṣin ti helium, pẹlu neutroni kan dipo meji. Idana iparun ti a lo ninu ọna Alcator C ni iṣaaju ni awọn oriṣi meji ti ions, deuterium ati hydrogen. Deuterium, isotope iduroṣinṣin ti hydrogen pẹlu neutroni kan ninu iparun rẹ (ni idakeji si hydrogen laisi neutroni), jẹ ki o to 95% ti idana. Awọn onimo ijinlẹ sayensi ni Ile-iṣẹ Iwadi Plasma ati Massachusetts Institute of Technology (PSFC) lo ilana ti a npe ni RF alapapo. Awọn eriali ti o wa lẹgbẹẹ tokamak lo igbohunsafẹfẹ redio kan pato lati ṣe igbadun awọn patikulu, ati awọn igbi omi ti wa ni iwọn si “afojusun” awọn ions hydrogen. Nitoripe hydrogen ṣe ida kan ti o jẹ ida kan ti iwuwo lapapọ ti epo, ni idojukọ nikan ida diẹ ninu awọn ions lori alapapo ngbanilaaye awọn ipele agbara to gaju lati de ọdọ. Síwájú sí i, àwọn ions hydrogen tí a ti ru sókè kọjá lọ sí àwọn ions deuterium tí ń gbilẹ̀ nínú àdàpọ̀ náà, àwọn ohun tí a dá sílẹ̀ ní ọ̀nà yìí sì ń wọ inú ikarahun ìta ti riakito, tí ń tú ooru jáde.

Ṣiṣe ti ilana yii n pọ si nigbati awọn ions helium-3 ti wa ni afikun si adalu ni iye ti o kere ju 1%. Nipa fifokansi gbogbo alapapo redio lori iwọn kekere ti helium-3, awọn onimo ijinlẹ sayensi gbe agbara ti awọn ions dide si megaelectronvolts (MeV).

First wá - akọkọ yoo wa Equivalent ni Russian: Njẹ pẹ alejo ati egungun

Ọpọlọpọ awọn idagbasoke ti wa ni agbaye ti iṣẹ iṣọpọ iṣakoso ni awọn ọdun diẹ sẹhin ti o ti tun pada awọn ireti ti awọn onimọ-jinlẹ ati gbogbo wa lati nikẹhin de “Grail Mimọ” ​​ti agbara.

Awọn ifihan agbara to dara pẹlu, laarin awọn miiran, awọn iwadii lati Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) ti Ẹka Agbara AMẸRIKA (DOE). A ti lo awọn igbi redio pẹlu aṣeyọri nla lati dinku ohun ti a pe ni awọn perturbations pilasima, eyiti o le ṣe pataki ninu ilana ti “imura” awọn aati igbona. Ẹgbẹ iwadii kanna ni Oṣu Kẹta ọdun 2019 ṣe ijabọ idanwo litiumu tokamak kan ninu eyiti awọn ogiri inu ti riakito idanwo ni a bo pẹlu litiumu, ohun elo ti a mọ daradara lati awọn batiri ti a lo nigbagbogbo ninu ẹrọ itanna. Awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣe akiyesi pe awọ litiumu ti o wa lori awọn ogiri ti reactor n gba awọn patikulu pilasima ti o tuka, ni idilọwọ wọn lati ṣe afihan pada si awọsanma pilasima ati dabaru pẹlu awọn aati iwọn otutu.

4. Iworan ise agbese TAE Technologies

Awọn ọmọwe lati awọn ile-ẹkọ imọ-jinlẹ olokiki olokiki paapaa ti di awọn ireti iṣọra ni awọn ikede wọn. Laipe, ilosoke nla tun ti wa ni iwulo ninu awọn ilana imupọpọ iṣakoso ni aladani. Ni ọdun 2018, Lockheed Martin ṣe ikede ero kan lati ṣe agbekalẹ afọwọkọ fusion fusion (CFR) laarin ọdun mẹwa to nbọ. Ti imọ-ẹrọ ti ile-iṣẹ naa ba n ṣiṣẹ lori awọn iṣẹ, ẹrọ ti o ni iwọn oko nla yoo ni anfani lati pese ina mọnamọna to lati pade awọn iwulo ẹrọ 100-square-ẹsẹ. awon olugbe ilu.

Awọn ile-iṣẹ miiran ati awọn ile-iṣẹ iwadii n dije lati rii tani o le kọ riakito idapọ gidi akọkọ, pẹlu TAE Technologies ati Massachusetts Institute of Technology. Paapaa Jeff Bezos ti Amazon ati Bill Gates Microsoft ti kopa laipẹ ninu awọn iṣẹ akanṣe. Awọn iroyin NBC laipe ka awọn ile-iṣẹ idapọ-nikan mẹrindilogun ni AMẸRIKA. Awọn ibẹrẹ bii Fusion Gbogbogbo tabi Awọn eto Fusion Agbaye n dojukọ awọn reactors kekere ti o da lori awọn superconductor imotuntun.

Awọn Erongba ti "tutu seeli" ati awọn yiyan si tobi reactors, ko nikan tokamaks, sugbon o tun awọn ti a npe ni. stellarators, pẹlu kan die-die ti o yatọ oniru, itumọ ti pẹlu ni Germany. Wiwa fun ọna ti o yatọ tun tẹsiwaju. Apeere ti eyi jẹ ẹrọ ti a npe ni Z-fun pọ, ti a ṣe nipasẹ awọn onimo ijinlẹ sayensi lati Ile-ẹkọ giga ti Washington ati ṣapejuwe ninu ọkan ninu awọn ọran tuntun ti iwe iroyin Physics World. Z-pinch n ṣiṣẹ nipasẹ didẹ ati fisipọ pilasima ni aaye oofa ti o lagbara. Ninu idanwo naa, o ṣee ṣe lati mu pilasima duro fun awọn iṣẹju-aaya 16, ati pe iṣesi idapọ naa tẹsiwaju fun bii idamẹta ti akoko yii. Aṣefihan naa yẹ ki o fihan pe iṣelọpọ iwọn-kekere ṣee ṣe, botilẹjẹpe ọpọlọpọ awọn onimo ijinlẹ sayensi ṣi ṣiyemeji pataki nipa eyi.

Ni ọna, o ṣeun si atilẹyin Google ati awọn oludokoowo miiran ti o ni ipa ninu awọn imọ-ẹrọ to ti ni ilọsiwaju, ile-iṣẹ California TAE Technologies nlo iyatọ, ju aṣoju fun awọn idanwo pẹlu idapọ, epo adalu boron, eyi ti won lo lati se agbekale kere ati din owo reactors, lakoko fun awọn idi ti ki-npe ni fusion rocket engine. Afọwọkọ riakito idapọ iyipo iyipo (4) pẹlu counter nibiti (CBFR), eyiti o gbona gaasi hydrogen lati ṣe awọn oruka pilasima meji. Wọn darapọ pẹlu awọn idii ti awọn patikulu inert ati pe a tọju ni iru ipo kan, eyiti o yẹ ki o ṣe alabapin si ilosoke ninu agbara ati agbara ti pilasima.

Ibẹrẹ idapọpọ miiran Gbogbogbo Fusion lati agbegbe Ilu Kanada ti Ilu Columbia ti Ilu Gẹẹsi gbadun atilẹyin ti Jeff Bezos funrararẹ. Ni kukuru, ero rẹ ni lati fi pilasima gbigbona sinu bọọlu ti irin olomi (adapọ ti litiumu ati asiwaju) inu bọọlu irin kan, lẹhin eyi pilasima ti wa ni fisinuirindigbindigbin nipasẹ awọn pistons, iru si ẹrọ diesel. Awọn titẹ ti a ṣẹda yẹ ki o ja si idapọ, eyi ti yoo tu agbara ti o pọju silẹ lati ṣe agbara awọn turbines ti iru agbara agbara titun kan. Mike Delage, oṣiṣẹ olori imọ-ẹrọ ni Gbogbogbo Fusion, sọ pe idapọ iparun iṣowo le bẹrẹ ni ọdun mẹwa.

5. Apejuwe lati itọsi thermonuclear ọgagun US.

Laipe, Ọgagun AMẸRIKA tun fi ẹsun itọsi kan fun “ohun elo idapọ pilasima.” Itọsi naa sọrọ nipa awọn aaye oofa lati ṣẹda “gbigbọn iyara” (5). Ero naa ni lati kọ awọn reactors fusion kekere to lati jẹ gbigbe. Tialesealaini lati sọ, ohun elo itọsi yii ti pade pẹlu ṣiyemeji.