შერწყმის რეაქტორი. იტერი არის საერთაშორისო თერმობირთვული რეაქტორი (იტერი). iter-ის პროექტის შექმნა და რეაქტორის გაშვება

შერწყმის რეაქტორი

ამჟამად ვითარდება. (80-იანი წლები) სინათლის სინთეზის რეაქციების გზით ენერგიის მიღების მოწყობილობა. ბირთვები, რომლებიც წარმოიქმნება ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე (=108 K). ძირითადი მოთხოვნა, რომელიც უნდა აკმაყოფილებდეს თერმობირთვულ რეაქციებს, არის ის, რომ თერმობირთვული რეაქციების შედეგად ენერგიის გამოყოფა უფრო მეტად ანაზღაურებს ენერგიის ხარჯებს გარე წყაროებიდან. რეაქციის შესანარჩუნებლად წყაროები.

არსებობს ორი სახის T. r. პირველი ტიპი მოიცავს TR-ს, ყირიმამდე აუცილებელია გარედან. წყაროები მხოლოდ თერმობირთვული შერწყმისთვის. რეაქციები. შემდგომ რეაქციებს მხარს უჭერს შერწყმის დროს პლაზმაში გამოთავისუფლებული ენერგია. რეაქციები; მაგალითად, დეიტერიუმ-ტრიტიუმის ნარევში, რეაქციების დროს წარმოქმნილი a-ნაწილაკების ენერგია იხარჯება მაღალი პლაზმური ტემპერატურის შესანარჩუნებლად. სტაციონარული მუშაობის რეჟიმში თ.რ. ა-ნაწილაკების მიერ გადატანილი ენერგია ანაზღაურებს ენერგიას. დანაკარგები პლაზმიდან, ძირითადად პლაზმის თერმული კონდუქტომეტრული და გამოსხივების გამო. ამ ტიპის ტ.რ. ეხება, მაგალითად,.

სხვა ტიპის T. r. რეაქტორებში შედის რეაქტორები, რომლებშიც ა-ნაწილაკების სახით გამოთავისუფლებული ენერგია საკმარისი არ არის რეაქციების წვის შესანარჩუნებლად, მაგრამ საჭიროა გარე წყაროებიდან მიღებული ენერგია. წყაროები. ეს ხდება იმ რეაქტორებში, რომლებშიც ენერგიის დონე მაღალია. დანაკარგები, მაგ. ღია მაგნიტური ხაფანგი.

თ.რ. შეიძლება აშენდეს მაგნიტური სისტემების საფუძველზე. პლაზმური შეზღუდვა, როგორიცაა ტოკამაკი, ღია მაგნიტური. ხაფანგი და ა.შ., ან სისტემები ინერციული პლაზმური შეზღუდვით, როდესაც ენერგია შემოდის პლაზმაში მოკლე დროში (10-8-10-7 წმ) (ლაზერული გამოსხივების გამოყენებით, ან შედარებითი ელექტრონების ან იონების სხივების გამოყენებით), საკმარისია. რეაქციების წარმოქმნისა და შენარჩუნებისთვის. თ.რ. მაგნიტურით პლაზმური შეზღუდვა შეიძლება მუშაობდეს კვაზი-სტაციონარული ან სტაციონარული რეჟიმში. ინერციული პლაზმური შეზღუდვის შემთხვევაში T. r. უნდა მუშაობდეს მოკლე პულსის რეჟიმში.

თ.რ. ხასიათდება კოეფიციენტით. სიმძლავრის გაძლიერება (ხარისხის კოეფიციენტი) Q, უდრის რეაქტორში მიღებული თერმული სიმძლავრის თანაფარდობას მისი წარმოების სიმძლავრის ღირებულებასთან. თერმული თ.რ. შედგება შერწყმის დროს გამოთავისუფლებული სიმძლავრისგან. რეაქციები პლაზმაში და ძალა გამოყოფილი ე.წ. TR საბანი - პლაზმის მიმდებარე სპეციალური გარსი, რომელიც იყენებს თერმობირთვული ბირთვების და ნეიტრონების ენერგიას. როგორც ჩანს, ყველაზე პერსპექტიული ტექნოლოგიაა ის, რომელიც მოქმედებს დეიტერიუმ-ტრიტიუმის ნარევზე, რეაქციის უფრო მაღალი სიჩქარის გამო, ვიდრე სხვა შერწყმის რეაქციები.

თ.რ. დეიტერიუმ-ტრიტიუმის საწვავზე, საბნის შემადგენლობიდან გამომდინარე, ის შეიძლება იყოს "სუფთა" ან ჰიბრიდული. საბანი "სუფთა" T. r. შეიცავს Li; მასში, ნეიტრონების გავლენით, წარმოიქმნება, რომელიც "იწვის" დეიტერიუმ-ტრიტიუმის პლაზმაში და იზრდება თერმობირთვული ენერგია. რეაქციები 17,6-დან 22,4 მევ-მდე. ჰიბრიდული T.r-ის საბანში. არა მხოლოდ იწარმოება ტრიტიუმი, არამედ არის ზონები, რომლებშიც 238U მოთავსებისას მათში 239Pu მიიღება (იხ. ბირთვული რეაქტორი). ამავდროულად, საბანში გამოიყოფა ენერგია დაახლოებით. 140 მევ ერთ თერმობირთვულზე. . ამრიგად, ჰიბრიდულ T.r. შესაძლებელია დაახლოებით ექვსჯერ მეტი ენერგიის მიღება, ვიდრე "სუფთა" ატომურ რეაქტორში, მაგრამ პირველში იშლება რადიოაქტების არსებობა. in-in ქმნის გარემოსთან ახლოს, რომელშიც არის შხამი. დაშლის რეაქტორები.

ფიზიკური ენციკლოპედიური ლექსიკონი. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. მთავარი რედაქტორი A.M. პროხოროვი. 1983 .

შერწყმის რეაქტორი

შემუშავებულია 1990-იან წლებში. პლაზმაში ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე (10 8 K) წარმოქმნილი მსუბუქი ატომური ბირთვების შერწყმის რეაქციების მეშვეობით ენერგიის მიღების მოწყობილობა. ძირითადი მოთხოვნა, რომელიც T.R.-მ უნდა დააკმაყოფილოს, არის ენერგიის გამოთავისუფლება შედეგად თერმობირთვული რეაქციები(TP) მეტი, ვიდრე კომპენსირებულია ენერგიის ხარჯები გარე წყაროებიდან. რეაქციის შესანარჩუნებლად წყაროები.

არსებობს ორი სახის T. r. პირველში შედის რეაქტორები, რომლებიც გამოიმუშავებენ ენერგიას გარე წყაროებიდან. წყაროები საჭიროა მხოლოდ TP-ის აალებაზე. შემდგომი რეაქციები მხარს უჭერს პლაზმაში გამოთავისუფლებულ ენერგიას, მაგალითად, TP-ზე. დეიტერიუმ-ტრიტიუმის ნარევში, რეაქციების დროს წარმოქმნილი a-ნაწილაკების ენერგია იხარჯება მაღალი ტემპერატურის შესანარჩუნებლად. დეიტერიუმის 3 He-სთან ნარევში, ყველა რეაქციის პროდუქტის, ანუ a-ნაწილაკებისა და პროტონების ენერგია იხარჯება პლაზმის საჭირო ტემპერატურის შესანარჩუნებლად. სტაციონარული მუშაობის რეჟიმში თ.რ. ენერგია, რომელიც ატარებს მუხტს. რეაქციის პროდუქტები, ანაზღაურებს ენერგიას. დანაკარგები პლაზმიდან გამოწვეული ძირითადად პლაზმის თბოგამტარობა და გამოსხივება. ასეთ რეაქტორებს ე.წ რეაქტორები თვითშენარჩუნებული თერმობირთვული რეაქციის ანთებით (იხ. ანთების კრიტერიუმი).ასეთი T.r-ის მაგალითი: ტოკამაკი, ვარსკვლავიერი.

სხვა ტიპის T. r. რეაქტორებში შედის რეაქტორები, რომლებშიც პლაზმაში გამოთავისუფლებული ენერგია მუხტის სახით არასაკმარისია რეაქციების წვის შესანარჩუნებლად. რეაქციის პროდუქტები, მაგრამ ენერგია საჭიროა გარე წყაროებიდან. წყაროები. ასეთ რეაქტორებს ჩვეულებრივ უწოდებენ რეაქტორებს, რომლებიც მხარს უჭერენ თერმობირთვული რეაქციების წვას. ეს ხდება იმ T. მდინარეებში, სადაც ენერგია მაღალია. დანაკარგები, მაგ. ღია მაგ. ხაფანგი, ტოკამაკი, მუშაობს რეჟიმში პლაზმური სიმკვრივით და ტემპერატურით ანთების მრუდის TP ქვემოთ. ამ ორი ტიპის რეაქტორში შედის ყველა შესაძლო ტიპის T. r., რომელიც შეიძლება აშენდეს მაგნიტური სისტემების საფუძველზე. პლაზმური შეზღუდვა (ტოკამაკი, ვარსკვლავიერი, ღია მაგნიტური ხაფანგი და ა.შ.) ან სისტემები ინერციული შეკავებაპლაზმური.

საერთაშორისო თერმობირთვული ექსპერიმენტული რეაქტორი ITER: 1 - მთავარი; 2 - საბანი - ; 3 - პლაზმა; 4 - ვაკუუმური კედელი; 5 - სატუმბი მილსადენი; 6- კრიოსტატი; 7- აქტიური კონტროლის კოჭები; 8 - ტოროიდული მაგნიტური ველის ხვეულები; 9 - პირველი კედელი; 10 - დივერტორის ფირფიტები; 11 - პოლოიდური მაგნიტური ველის ხვეულები.

ინერციული პლაზმური შეზღუდვის მქონე რეაქტორს ახასიათებს ის ფაქტი, რომ მოკლე დროში (10-8-10-7 წმ) ენერგია შემოდის მასში ლაზერული გამოსხივების ან რელატივისტური ელექტრონების ან იონების სხივების გამოყენებით, რაც საკმარისია წარმოქმნისა და შესანარჩუნებლად. TP. ასეთი რეაქტორი იმუშავებს მხოლოდ მოკლე პულსის რეჟიმში, მაგნიტიანი რეაქტორისგან განსხვავებით. პლაზმური შეზღუდვა, რომელსაც შეუძლია იმუშაოს კვაზი-სტაციონარული ან თუნდაც სტაციონარული რეჟიმში.

თ.რ. ხასიათდება კოეფიციენტით. სიმძლავრის მომატება (ხარისხის ფაქტორი) Q,უდრის რეაქტორის თერმული სიმძლავრის თანაფარდობას მისი წარმოების ენერგიის ხარჯებთან. რეაქტორის თერმული სიმძლავრე შედგება პლაზმაში TP-ის დროს გამოთავისუფლებული სიმძლავრისგან, პლაზმაში შეყვანილი სიმძლავრისგან, რათა შეინარჩუნოს წვის ტემპერატურა TP ან შეინარჩუნოს სტაციონარული დენი პლაზმაში ტოკამაკის შემთხვევაში, და გამოთავისუფლებული სიმძლავრე. პლაზმური.

განვითარების თ.რ. მაგნიტურით შეკავება უფრო განვითარებულია, ვიდრე ინერციული შეკავების სისტემები. საერთაშორისო თერმობირთვული ექსპერიმენტის სქემა. ITER tokamak-ის რეაქტორი, პროექტი, რომელიც შემუშავებულია 1988 წლიდან ოთხი მხარის მიერ - სსრკ (1992 წლიდან რუსეთი), აშშ, ევრატომის ქვეყნები და იაპონია, წარმოდგენილია ფიგურაში. თ.რ. Მას აქვს . პარამეტრები: დიდი პლაზმური რადიუსი 8,1 მ; მცირე პლაზმური რადიუსი საშუალოდ. თვითმფრინავი 3 მ; პლაზმური კვეთის დრეკადობა 1,6; ტოროიდული მაგ. ღერძზე 5.7 Tesla; რეიტინგული პლაზმა 21 MA; ნომინალური თერმობირთვული სიმძლავრე DT საწვავით 1500 მეგავატი. რეაქტორი შეიცავს კვალს. ძირითადი კვანძები: ცენტრი. სოლენოიდი მე, ელექტრო რომლის ველი ახორციელებს, არეგულირებს დენის მატებას და ინარჩუნებს მას სპეციალური. სისტემა დაემატება პლაზმური გათბობა; პირველი კედელი 9, კიდეები პირდაპირ პლაზმისკენ არის მიმართული და აღიქვამს სითბოს ნაკადებს გამოსხივების და ნეიტრალური ნაწილაკების სახით; საბანი - დაცვა 2, რომელი ფენომენები თ რ-ის შემადგენელი ნაწილი. დეიტერიუმ-ტრიტიუმის (DT) საწვავზე, ვინაიდან პლაზმაში დამწვარი ტრიტიუმი მრავლდება საბანში. თ.რ. DT საწვავზე, საბნის მასალის მიხედვით, ის შეიძლება იყოს "სუფთა" ან ჰიბრიდული. საბანი "სუფთა" T. r. შეიცავს Li; მასში თერმობირთვული ნეიტრონების გავლენით წარმოიქმნება ტრიტიუმი: 6 Li +nT+ 4 He+ 4,8 მევ, ხოლო TP ენერგია 17,6 მევ-დან 22,4 მევ-მდე იზრდება. ცარიელში ჰიბრიდული შერწყმის რეაქტორიარა მხოლოდ იწარმოება ტრიტიუმი, არამედ არის ზონები, რომლებშიც ნარჩენები 238 U მოთავსებულია 239 Pu-ის წარმოებისთვის. ამავდროულად, თერმობირთვულ ნეიტრონიზე 140 მევ-ის ტოლი ენერგია გამოიყოფა საბანში. T. o., ჰიბრიდულ T. r. შესაძლებელია დაახლოებით ექვსჯერ მეტი ენერგიის მიღება თავდაპირველი შერწყმის მოვლენაზე, ვიდრე „სუფთა“ T.R.-ში, მაგრამ პირველ შემთხვევაში იშლება რადიოაქტების არსებობა. ნივთიერებები ქმნის რადიაციას. სამოთხის მსგავსი გარემო, რომელიც არსებობს ბირთვული რეაქტორებიდაყოფა.

თ.რ. საწვავთან ერთად D-ის ნარევი 3 He-სთან ერთად, არ არის საბანი, რადგან არ არის საჭირო ტრიტიუმის რეპროდუცირება: D + 3 He 4 He (3.6 MeV) + p (14.7 MeV) და მთელი ენერგია გამოიყოფა გადასახადის ფორმა. რეაქციის პროდუქტები. რადიაცია დაცვა შექმნილია ნეიტრონების და რადიოაქტიური მოქმედებების ენერგიის შთანთქმისთვის. გამოსხივება და სითბოს შემცირება და რადიაცია მიედინება ზეგამტარ მაგნიტში. სისტემა სტაციონარული მუშაობისთვის მისაღებ დონეზე. ტოროიდული მაგნიტური კოჭები ველები 8 ემსახურება ტოროიდული მაგნიტის შექმნას. ველები და კეთდება ზეგამტარებად Nb 3 Sn ზეგამტარის და სპილენძის მატრიცის გამოყენებით, რომელიც მუშაობს თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურაზე (4,2 K). მაღალტემპერატურული ზეგამტარობის მიღების ტექნოლოგიის განვითარებამ შესაძლოა შესაძლებელი გახადოს თხევადი ჰელიუმით ხვეულების გაგრილების აღმოფხვრა და, მაგალითად, გაგრილების უფრო იაფ მეთოდზე გადასვლა. თხევადი ნიტროგენი. რეაქტორის დიზაინი მნიშვნელოვნად არ შეიცვლება. პოლოიდური ველის ხვეულები 11 ასევე არიან ზეგამტარები და მაგნიუმთან ერთად. პლაზმური დენის ველი ქმნის პოლოიდური მაგნიტური ველის წონასწორობის კონფიგურაციას. ველები ერთი ან ორ ნულოვანი პოლოიდური დ ი ვ ე რ ტ ო რ 10, ემსახურება პლაზმიდან სითბოს მოცილებას მუხტების ნაკადის სახით. ნაწილაკები და დივერტორულ ფირფიტებზე განეიტრალებული რეაქციის პროდუქტების ამოტუმბვისთვის: ჰელიუმი და პროტიუმი. თ.რ. D 3 He საწვავთან ერთად, დივერტორის ფირფიტები შეიძლება იყოს პირდაპირი მუხტის ენერგიის გარდაქმნის სისტემის ერთ-ერთი ელემენტი. რეაქციის პროდუქტები ელექტროენერგიაში. კრიოსტატი 6 ემსახურება ზეგამტარი ხვეულების გაგრილებას თხევადი ჰელიუმის ტემპერატურამდე ან უფრო მაღალ ტემპერატურამდე უფრო მოწინავე მაღალტემპერატურული ზეგამტარების გამოყენებისას. ვაკუუმის პალატა 4 და სატუმბი საშუალებები 5 შექმნილია მაღალი ვაკუუმის მისაღებად რეაქტორის სამუშაო პალატაში, რომელშიც იქმნება პლაზმა 3, და ყველა დამხმარე მოცულობაში, კრიოსტატის ჩათვლით.

როგორც პირველი ნაბიჯი თერმობირთვული ენერგიის შექმნისკენ, როგორც ჩანს, თერმობირთვული რეაქტორი მუშაობს DT ნარევზე რეაქციის უფრო მაღალი სიჩქარის გამო, ვიდრე სხვა შერწყმის რეაქციები. სამომავლოდ განიხილება დაბალრადიოაქტიური T.r-ის შექმნის შესაძლებლობა. D-ის ნარევზე 3 He, რომელშიც ბას. ენერგია ატარებს მუხტს. რეაქციის პროდუქტები და ნეიტრონები ჩნდებიან მხოლოდ DD და DT რეაქციებში DD რეაქციებში წარმოქმნილი ტრიტიუმის დამწვრობის დროს. შედეგად, ბიოლ. საფრთხე T.r. შეიძლება, როგორც ჩანს, შემცირდეს ოთხიდან ხუთ ბრძანებით, ბირთვული დაშლის რეაქტორებთან შედარებით, არ არის საჭირო სამრეწველო რადიოაქტიური დამუშავება მასალები და მათი ტრანსპორტირება, რადიოაქტიური მასალების განკარგვა ხარისხობრივად გამარტივებულია. დახარჯვა. თუმცა, მომავალში ეკოლოგიურად სუფთა TR-ის შექმნის პერსპექტივები. D-ის ნარევზე 3 არ ართულებს ნედლეულის პრობლემას: ნატურალური. დედამიწაზე 3 He-ის იზოტოპის კონცენტრაცია არის 4 He-ის იზოტოპის ნაწილები მილიონზე. ამიტომ ჩნდება ნედლეულის მოპოვების რთული საკითხი, ე.ი. მთვარიდან მისი მიწოდებით.

Lockheed Martin-ის მენეჯმენტმა გამოაცხადა, რომ 2018 წლის თებერვალში მიიღო პატენტი კომპაქტური შერწყმის რეაქტორზე. ექსპერტები ამას შეუძლებელს უწოდებენ, თუმცა The War Zone-ის ცნობით, "შესაძლებელია, რომ ამერიკულმა კორპორაციამ ოფიციალური განცხადება უახლოეს მომავალში გააკეთოს".

FlightGlobal-ის რეპორტიორმა სტივენ ტრიმბლმა ტვიტერში დაწერა, რომ „Skunk Works-ის ინჟინრის ახალი პატენტი გვიჩვენებს კომპაქტური შერწყმის რეაქტორის დიზაინს F-16-ის გეგმით, როგორც პოტენციური აპლიკაცია. პალმდეილში რეაქტორის პროტოტიპის ტესტირება მიმდინარეობს.

გამოცემის თანახმად, „ის ფაქტი, რომ Skunk Works დარჩა პატენტის პროცესში ჩართული ბოლო ოთხი წლის განმავლობაში, ასევე მიუთითებს იმაზე, რომ მათ რეალურად მიაღწიეს პროგრესს პროგრამაში, ყოველ შემთხვევაში, გარკვეულწილად“. მასალის ავტორები აღნიშნავენ, რომ ოთხი წლის წინ პროექტის შემქმნელებმა გამოაქვეყნეს ძირითადი ინფორმაცია რეაქტორის ძირითადი დიზაინის, პროექტის განრიგის და პროგრამის საერთო მიზნების შესახებ, რაც სერიოზულ მუშაობაზე მიუთითებს.

შეგახსენებთ, რომ Lockheed Martin-მა 2013 წლის 4 აპრილს წარადგინა დროებითი განაცხადი პატენტზე „მაგნიტური ველების დაფარვა პლაზმური შეზღუდვისთვის“. ამავდროულად, ოფიციალური განაცხადი აშშ-ს საპატენტო და სავაჭრო ნიშნების ოფისში მიღებულ იქნა 2014 წლის 2 აპრილს.

Lockheed Martin-მა განაცხადა, რომ პატენტი მიიღეს 2018 წლის 15 თებერვალს. ერთ დროს Compact Fusion-ის პროექტის მენეჯერმა თომას მაკგუაირმა თქვა, რომ საპილოტე ქარხანა შეიქმნებოდა 2014 წელს, პროტოტიპი 2019 წელს და სამუშაო პროტოტიპი 2024 წელს.

კომპანია თავის ვებსაიტზე იტყობინება, რომ თერმობირთვული რეაქტორი, რომელზეც მისი სპეციალისტები მუშაობენ, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ავიამზიდის, გამანადგურებლის ან პატარა ქალაქის ენერგიით.

2014 წლის ოქტომბერში კორპორაციამ განაცხადა, რომ წინასწარი კვლევის შედეგები მიუთითებს მსუბუქი ბირთვული შერწყმის რეაქტორების შექმნის შესაძლებლობაზე, რომელთა სიმძლავრეა დაახლოებით 100 მეგავატი და ზომები, რომლებიც შედარებულია სატვირთო მანქანასთან (რაც დაახლოებით ათჯერ ნაკლებია არსებულ მოდელებზე). არსებითად, ჩვენ ვსაუბრობთ საუკუნის აღმოჩენის აპლიკაციაზე - რადიაციულად უსაფრთხო რეაქტორზე, რომელსაც შეუძლია ენერგიის მიწოდება ნებისმიერი რამისთვის.

თავის მხრივ, კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმის სფეროში კვლევებში ჩართული რუსმა მეცნიერებმა Lockheed Martin-ის გზავნილს არამეცნიერული განცხადება უწოდეს, რომელიც მიზნად ისახავს ფართო საზოგადოების ყურადღების მიქცევას. თუმცა, ტვიტერზე გამოჩნდა კომპაქტური თერმობირთვული რეაქტორის ფოტო, რომელიც სავარაუდოდ შეიქმნა ამერიკული კორპორაციის Lockheed Martin-ის მიერ.

„ეს არ შეიძლება მოხდეს. ფაქტია, რომ რა იგულისხმება თერმობირთვულ რეაქტორში, ძალიან კარგად არის ცნობილი ფიზიკური თვალსაზრისით. თუ ჟღერს „ჰელიუმი 3? - მაშინვე უნდა მიხვდე, რომ ეს მოტყუებაა. ეს არის ასეთი კვაზი აღმოჩენების დამახასიათებელი ნიშანი - სადაც არის ერთი სტრიქონი „როგორ გავაკეთოთ, როგორ განვახორციელოთ“ და ათი გვერდი იმის შესახებ, თუ როგორ იქნება კარგი შემდეგ. ეს ძალიან დამახასიათებელი ნიშანია - აქ ჩვენ მოვიგონეთ ცივი თერმობირთვული შერწყმა და მერე არ ამბობენ, როგორ უნდა განხორციელდეს და მხოლოდ ათი გვერდის შემდეგ, რა კარგი იქნება“, - განუცხადა ბირთვული რეაქციების ლაბორატორიის დირექტორის მოადგილეს. Pravda.ru. Flerov JINR დუბნაში ანდრეი პაპეკო.

”მთავარი კითხვაა, როგორ უნდა აღვივყოთ თერმობირთვული რეაქცია, რით გავაცხელოთ, რით დავიჭიროთ - ეს ასევე, ზოგადად, კითხვაა, რომელიც ახლა არ არის გადაწყვეტილი. და თუნდაც, ვთქვათ, ლაზერული თერმობირთვული დანადგარები, იქ ნორმალური თერმობირთვული რეაქცია არ ანთებს. და, სამწუხაროდ, უახლოეს მომავალში გამოსავალი არ ჩანს“, - განმარტა ბირთვულმა ფიზიკოსმა.

„რუსეთი საკმაოდ ბევრ კვლევას ატარებს, ეს გასაგებია, გამოქვეყნებულია მთელ ღია პრესაში, ანუ აუცილებელია თერმობირთვული რეაქციისთვის მასალების გაცხელების პირობების შესწავლა. ზოგადად, ეს არის ნაზავი დეიტერიუმთან - არ არსებობს სამეცნიერო ფანტასტიკა, ეს ფიზიკა ძალიან კარგად არის ცნობილი. როგორ გავაცხელოთ, როგორ დაიჭიროთ, როგორ ამოიღოთ ენერგია, თუ ძალიან ცხელ პლაზმას აანთებთ, ის შეჭამს რეაქტორის კედლებს, გადნება მათ. დიდ დანადგარებში მაგნიტური ველების გამოყენება შესაძლებელია კამერის ცენტრში მის დასაჭერად და ფოკუსირებისთვის ისე, რომ არ დნება რეაქტორის კედლები. მაგრამ მცირე დანადგარებში ის უბრალოდ არ იმუშავებს, ის დნება და დაიწვება. ანუ ეს, ჩემი აზრით, ძალიან ნაადრევი განცხადებებია“, - დაასკვნა მან.

თერმობირთვული რეაქტორი ჯერ არ მუშაობს და არც მალე იმუშავებს. მაგრამ მეცნიერებმა უკვე ზუსტად იციან როგორ მუშაობს.

თეორია

ჰელიუმ-3, ჰელიუმის ერთ-ერთი იზოტოპი, შეიძლება გამოყენებულ იქნას თერმობირთვული რეაქტორის საწვავად. ის იშვიათია დედამიწაზე, მაგრამ ძალიან უხვად არის მთვარეზე. ეს არის დუნკან ჯონსის ამავე სახელწოდების ფილმის სიუჟეტი. თუ ამ სტატიას კითხულობთ, ფილმი აუცილებლად მოგეწონებათ.

ბირთვული შერწყმის რეაქცია არის, როდესაც ორი პატარა ატომის ბირთვი ერთდება ერთ დიდში. ეს საპირისპირო რეაქციაა. მაგალითად, თქვენ შეგიძლიათ გაანადგუროთ ორი წყალბადის ბირთვი ჰელიუმის შესაქმნელად.

ასეთი რეაქციით, მასის სხვაობის გამო გამოიყოფა უზარმაზარი ენერგია: ნაწილაკების მასა რეაქციამდე უფრო დიდია, ვიდრე მიღებული დიდი ბირთვის მასა. ეს მასა ენერგიად გარდაიქმნება წყალობით.

მაგრამ იმისათვის, რომ მოხდეს ორი ბირთვის შერწყმა, აუცილებელია გადალახოს მათი ელექტროსტატიკური მოგერიების ძალა და ძლიერად დააჭიროს ერთმანეთს. და მცირე დისტანციებზე, ბირთვების ზომის მიხედვით, მოქმედებენ ბევრად უფრო დიდი ბირთვული ძალები, რის გამოც ბირთვები ერთმანეთს იზიდავს და გაერთიანდება ერთ დიდ ბირთვში.

მაშასადამე, თერმობირთვული შერწყმის რეაქცია შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ძალიან მაღალ ტემპერატურაზე, ასე რომ, ბირთვების სიჩქარე ისეთია, რომ როდესაც ისინი შეჯახდებიან, მათ აქვთ საკმარისი ენერგია, რომ საკმარისად მიუახლოვდნენ ერთმანეთს, რათა იმუშაონ ბირთვულმა ძალებმა და მოხდეს რეაქცია. . სწორედ აქედან მოდის სახელწოდება "თერმო".

ივარჯიშე

სადაც არის ენერგია, არის იარაღი. ცივი ომის დროს სსრკ-მ და აშშ-მ შეიმუშავეს თერმობირთვული (ან წყალბადის) ბომბები. ეს არის კაცობრიობის მიერ შექმნილი ყველაზე დამანგრეველი იარაღი, თეორიულად მას შეუძლია დედამიწის განადგურება.

ტემპერატურა პრაქტიკაში თერმობირთვული ენერგიის გამოყენების მთავარი დაბრკოლებაა. არ არსებობს მასალები, რომლებსაც შეუძლიათ ამ ტემპერატურის შენარჩუნება დნობის გარეშე.

მაგრამ არსებობს გამოსავალი, თქვენ შეგიძლიათ დაიჭიროთ პლაზმა ძლიერი ენერგიის წყალობით. სპეციალურ ტოკამაკებში პლაზმა შეიძლება დაიჭიროს დონატის სახით უზარმაზარი, ძლიერი მაგნიტებით.

შერწყმის ელექტროსადგური არის უსაფრთხო, ეკოლოგიურად სუფთა და ძალიან ეკონომიური. მას შეუძლია გადაჭრას კაცობრიობის ყველა ენერგეტიკული პრობლემა. რჩება მხოლოდ თერმობირთვული ელექტროსადგურების აშენების სწავლა.

საერთაშორისო ექსპერიმენტული შერწყმის რეაქტორი

შერწყმის რეაქტორის აშენება ძალიან რთული და ძალიან ძვირია. ასეთი გრანდიოზული ამოცანის გადასაჭრელად რამდენიმე ქვეყნის მეცნიერებმა გააერთიანეს თავიანთი ძალისხმევა: რუსეთი, აშშ, ევროკავშირის ქვეყნები, იაპონია, ინდოეთი, ჩინეთი, კორეის რესპუბლიკა და კანადა.

ამჟამად საფრანგეთში შენდება ექსპერიმენტული ტოკამაკი, რომელიც დაახლოებით 15 მილიარდი დოლარი დაჯდება, გეგმების მიხედვით 2019 წლისთვის დასრულდება და მასზე ექსპერიმენტები 2037 წლამდე ჩატარდება. თუ ისინი წარმატებულები იქნებიან, მაშინ ალბათ ჩვენ კიდევ გვექნება დრო, რომ ვიცხოვროთ თერმობირთვული ენერგიის ბედნიერ ეპოქაში.

ასე რომ, კონცენტრირება მოახდინეთ და დაიწყეთ ექსპერიმენტების შედეგების მოლოდინში, ეს არ არის მეორე iPad, რომელსაც უნდა ელოდოთ - კაცობრიობის მომავალი საფრთხეშია.

როგორ დაიწყო ეს ყველაფერი? „ენერგეტიკული გამოწვევა“ წარმოიშვა შემდეგი სამი ფაქტორის კომბინაციის შედეგად:

1. კაცობრიობა ახლა მოიხმარს უზარმაზარ ენერგიას.

ამჟამად მსოფლიოში ენერგიის მოხმარება დაახლოებით 15,7 ტერავატს (TW) შეადგენს. ამ მნიშვნელობის მსოფლიო პოპულაციაზე გაყოფით, ჩვენ ვიღებთ დაახლოებით 2400 ვატს ერთ ადამიანზე, რაც შეიძლება ადვილად შეფასდეს და ვიზუალურად გამოიყურებოდეს. დედამიწის ყოველი მკვიდრის (მათ შორის ბავშვების) მიერ მოხმარებული ენერგია შეესაბამება 24 ასეულ ვატიანი ელექტრო ნათურის 24 საათის მუშაობას. თუმცა, ამ ენერგიის მოხმარება მთელს პლანეტაზე ძალიან არათანაბარია, რადგან ის ძალიან დიდია რამდენიმე ქვეყანაში და უმნიშვნელო სხვაში. მოხმარება (ერთი ადამიანისთვის) უდრის 10,3 კვტ-ს აშშ-ში (ერთ-ერთი რეკორდული მნიშვნელობა), 6,3 კვტ-ს რუსეთის ფედერაციაში, 5,1 კვტ-ს დიდ ბრიტანეთში და ა.შ., მაგრამ, მეორე მხრივ, ტოლია. მხოლოდ 0,21 კვტ ბანგლადეშში (აშშ ენერგიის მოხმარების მხოლოდ 2%!).

2. მსოფლიო ენერგიის მოხმარება მკვეთრად იზრდება.

საერთაშორისო ენერგეტიკის სააგენტოს (2006) პროგნოზის მიხედვით, 2030 წლისთვის გლობალური ენერგიის მოხმარება 50%-ით უნდა გაიზარდოს. განვითარებულ ქვეყნებს შეუძლიათ, რა თქმა უნდა, მშვენივრად იმოქმედონ დამატებითი ენერგიის გარეშე, მაგრამ ეს ზრდა აუცილებელია განვითარებად ქვეყნებში ხალხის სიღარიბიდან გამოსაყვანად, სადაც 1,5 მილიარდი ადამიანი განიცდის ელექტროენერგიის მწვავე დეფიციტს.

3. ამჟამად, მსოფლიოს ენერგიის 80% მოდის წიაღისეული საწვავის დაწვაზე (ნავთობი, ქვანახშირი და გაზი), რომელთა გამოყენება:
ა) პოტენციურად უქმნის გარემოს კატასტროფული ცვლილებების რისკს;
ბ) აუცილებლად უნდა დასრულდეს ოდესმე.

რაც ითქვა, ცხადია, რომ ახლა ჩვენ უნდა მოვემზადოთ წიაღისეული საწვავის გამოყენების ეპოქის დასასრულისთვის.

ამჟამად, ატომური ელექტროსადგურები აწარმოებენ ენერგიას, რომელიც გამოიყოფა ატომური ბირთვების დაშლის რეაქციების დროს დიდი მასშტაბით. ასეთი სადგურების შექმნა და განვითარება ყველანაირად უნდა წახალისდეს, მაგრამ გასათვალისწინებელია, რომ მათი ფუნქციონირებისთვის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მასალის (იაფი ურანის) რეზერვები ასევე შეიძლება სრულად იქნას გამოყენებული მომდევნო 50 წლის განმავლობაში. . ბირთვული დაშლაზე დაფუძნებული ენერგიის შესაძლებლობები შეიძლება (და უნდა) მნიშვნელოვნად გაფართოვდეს უფრო ეფექტური ენერგეტიკული ციკლების გამოყენებით, რაც საშუალებას მისცემს წარმოებული ენერგიის რაოდენობას თითქმის გაორმაგდეს. ამ მიმართულებით ენერგიის განსავითარებლად აუცილებელია თორიუმის რეაქტორების შექმნა (ე.წ. თორიუმის სელექციონერი რეაქტორები ან სელექციონერი რეაქტორები), რომლებშიც რეაქცია წარმოქმნის უფრო მეტ თორიუმს, ვიდრე ორიგინალური ურანი, რის შედეგადაც წარმოებული ენერგიის მთლიანი რაოდენობა. ნივთიერების მოცემული რაოდენობა იზრდება 40-ჯერ. ასევე იმედისმომცემია პლუტონიუმის სელექციონერების შექმნა სწრაფი ნეიტრონების გამოყენებით, რომლებიც ბევრად უფრო ეფექტურია ვიდრე ურანის რეაქტორები და შეუძლიათ 60-ჯერ მეტი ენერგიის გამომუშავება. შესაძლოა, ამ ტერიტორიების განვითარებისთვის საჭირო გახდეს ურანის მიღების ახალი, არასტანდარტული მეთოდების შემუშავება (მაგალითად, ზღვის წყლიდან, რომელიც, როგორც ჩანს, ყველაზე ხელმისაწვდომია).

fusion ელექტროსადგურები

ნახატზე ნაჩვენებია თერმობირთვული ელექტროსადგურის მოწყობილობისა და მუშაობის პრინციპის სქემატური დიაგრამა (არა მასშტაბური). ცენტრალურ ნაწილში არის ტოროიდული (დონატის ფორმის) კამერა ~2000 მ3 მოცულობით, სავსე ტრიტიუმ-დეიტერიუმის (T-D) პლაზმით, რომელიც გაცხელებულია 100 M°C-ზე მაღალ ტემპერატურაზე. შერწყმის რეაქციის დროს წარმოქმნილი ნეიტრონები (1) ტოვებენ „მაგნიტურ ბოთლს“ და შედიან ნახატზე გამოსახულ გარსში დაახლოებით 1 მ სისქით.

გარსის შიგნით ნეიტრონები ეჯახება ლითიუმის ატომებს, რის შედეგადაც ხდება რეაქცია, რომელიც წარმოქმნის ტრიტიუმს:

ნეიტრონი + ლითიუმი → ჰელიუმი + ტრიტიუმი

გარდა ამისა, სისტემაში ხდება კონკურენტული რეაქციები (ტრიტიუმის წარმოქმნის გარეშე), ისევე როგორც მრავალი რეაქცია დამატებითი ნეიტრონების გამოყოფით, რაც შემდეგ ასევე იწვევს ტრიტიუმის წარმოქმნას (ამ შემთხვევაში, დამატებითი ნეიტრონების გამოყოფა შეიძლება მოხდეს მნიშვნელოვნად გაძლიერდა, მაგალითად, ბერილიუმის ატომების გარსსა და ტყვიაში შეყვანით). საერთო დასკვნა არის ის, რომ ამ ობიექტს შეუძლია (ყოველ შემთხვევაში თეორიულად) განიცადოს ბირთვული შერწყმის რეაქცია, რომელიც გამოიმუშავებს ტრიტიუმს. ამ შემთხვევაში წარმოებული ტრიტიუმის რაოდენობა არა მხოლოდ უნდა აკმაყოფილებდეს თავად ინსტალაციის მოთხოვნებს, არამედ იყოს კიდევ უფრო დიდი, რაც შესაძლებელს გახდის ახალი დანადგარების მიწოდებას ტრიტიუმით. სწორედ ეს ოპერაციული კონცეფცია უნდა შემოწმდეს და განხორციელდეს ქვემოთ აღწერილ ITER რეაქტორში.

გარდა ამისა, ნეიტრონებმა უნდა გაათბონ გარსი ეგრეთ წოდებულ საპილოტე ქარხნებში (რომლებშიც გამოყენებული იქნება შედარებით „ჩვეულებრივი“ სამშენებლო მასალები) დაახლოებით 400°C-მდე. სამომავლოდ დაგეგმილია გაუმჯობესებული დანადგარების შექმნა გარსის გათბობის ტემპერატურით 1000°C-ზე მეტი, რაც მიიღწევა უახლესი მაღალი სიმტკიცის მასალების (როგორიცაა სილიციუმის კარბიდის კომპოზიტები) გამოყენებით. გარსში წარმოქმნილი სითბო, როგორც ჩვეულებრივ სადგურებში, მიიღება პირველადი გაგრილების სქემით გამაგრილებლით (შეიცავს, მაგალითად, წყალს ან ჰელიუმს) და გადადის მეორად წრეში, სადაც წარმოიქმნება წყლის ორთქლი და მიეწოდება ტურბინებს.

1985 - საბჭოთა კავშირმა შესთავაზა შემდეგი თაობის ტოკამაკის ქარხანა, ოთხი წამყვანი ქვეყნის გამოცდილების გამოყენებით შერწყმის რეაქტორების შექმნისას. ამერიკის შეერთებულმა შტატებმა იაპონიასთან და ევროკავშირთან ერთად წამოაყენა წინადადება პროექტის განხორციელების შესახებ.

ამჟამად, საფრანგეთში, მიმდინარეობს მშენებლობა საერთაშორისო ექსპერიმენტულ თერმობირთვულ რეაქტორზე ITER (International Tokamak Experimental Reactor), რომელიც აღწერილია ქვემოთ, რომელიც იქნება პირველი ტოკამაკი, რომელსაც შეუძლია პლაზმის „ანთება“.

ყველაზე მოწინავე არსებული ტოკამაკის დანადგარებმა დიდი ხანია მიაღწია ტემპერატურას დაახლოებით 150 M°C, რაც ახლოსაა შერწყმის სადგურის მუშაობისთვის საჭირო მნიშვნელობებთან, მაგრამ ITER რეაქტორი უნდა იყოს პირველი ფართომასშტაბიანი ელექტროსადგური, რომელიც განკუთვნილია დიდი ხნის განმავლობაში. - ვადიანი ოპერაცია. მომავალში, საჭირო იქნება მისი ოპერაციული პარამეტრების მნიშვნელოვნად გაუმჯობესება, რაც, პირველ რიგში, მოითხოვს პლაზმაში წნევის გაზრდას, რადგან მოცემულ ტემპერატურაზე ბირთვული შერწყმის სიჩქარე პროპორციულია წნევის კვადრატის. მთავარი სამეცნიერო პრობლემა ამ შემთხვევაში დაკავშირებულია იმ ფაქტთან, რომ როდესაც წნევა იზრდება პლაზმაში, წარმოიქმნება ძალიან რთული და საშიში არასტაბილურობა, ანუ არასტაბილური მუშაობის რეჟიმები.

რატომ გვჭირდება ეს?

ბირთვული შერწყმის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ მას სჭირდება მხოლოდ ძალიან მცირე რაოდენობით ნივთიერებები, რომლებიც ბუნებაში ძალიან გავრცელებულია, როგორც საწვავი. აღწერილ დანადგარებში ბირთვული შერწყმის რეაქციამ შეიძლება გამოიწვიოს უზარმაზარი ენერგიის გამოყოფა, ათ მილიონჯერ მეტი ვიდრე ჩვეულებრივი ქიმიური რეაქციების დროს გამოთავისუფლებული სტანდარტული სითბო (როგორიცაა წიაღისეული საწვავის წვა). შედარებისთვის, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ქვანახშირის რაოდენობა, რომელიც საჭიროა 1 გიგავატი სიმძლავრის თბოელექტროსადგურისთვის, არის 10000 ტონა დღეში (ათი რკინიგზის ვაგონი), ხოლო იგივე სიმძლავრის ქარხანა მოიხმარს მხოლოდ დაახლოებით. 1 კილოგრამი D+T ნარევი დღეში.

დეიტერიუმი წყალბადის სტაბილური იზოტოპია; ჩვეულებრივი წყლის ყოველი 3350 მოლეკულიდან ერთში წყალბადის ერთ-ერთი ატომი იცვლება დეიტერიუმით (მემკვიდრეობა დიდი აფეთქებიდან). ეს ფაქტი აადვილებს წყლისგან დეიტერიუმის საჭირო რაოდენობის საკმაოდ იაფი წარმოების ორგანიზებას. უფრო რთულია ტრიტიუმის მიღება, რომელიც არასტაბილურია (ნახევარგამოყოფის პერიოდი დაახლოებით 12 წელია, რის შედეგადაც მისი შემცველობა ბუნებაში უმნიშვნელოა), თუმცა, როგორც ზემოთ იყო ნაჩვენები, ექსპლუატაციის დროს ტრიტიუმი გამოჩნდება უშუალოდ თერმობირთვული ინსტალაციის შიგნით. ნეიტრონების ლითიუმთან რეაქციის გამო.

ამრიგად, შერწყმის რეაქტორის საწყისი საწვავი არის ლითიუმი და წყალი. ლითიუმი არის ჩვეულებრივი ლითონი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება საყოფაცხოვრებო ტექნიკაში (მობილური ტელეფონების ბატარეები და ა.შ.). ზემოთ აღწერილი ინსტალაცია, თუნდაც არაიდეალური ეფექტურობის გათვალისწინებით, შეძლებს 200 000 კვტ/სთ ელექტროენერგიის წარმოებას, რაც 70 ტონა ნახშირში შემავალი ენერგიის ექვივალენტურია. ამისთვის საჭირო ლითიუმის რაოდენობას შეიცავს ერთი კომპიუტერის ბატარეა, ხოლო დეიტერიუმის რაოდენობა 45 ლიტრ წყალშია. აღნიშნული მნიშვნელობა შეესაბამება ელექტროენერგიის მიმდინარე მოხმარებას (გამოითვლება ერთ ადამიანზე) ევროკავშირის ქვეყნებში 30 წლის განმავლობაში. ის ფაქტი, რომ ლითიუმის ასეთ უმნიშვნელო რაოდენობას შეუძლია უზრუნველყოს ასეთი რაოდენობის ელექტროენერგიის გამომუშავება (CO2 გამონაბოლქვისა და ჰაერის ოდნავი დაბინძურების გარეშე) საკმაოდ სერიოზული არგუმენტია თერმობირთვული ენერგიის ყველაზე სწრაფი და ენერგიული განვითარებისათვის (მიუხედავად ყველა სირთულეები და პრობლემები) და თუნდაც ასეთი კვლევის წარმატების ასპროცენტიანი ნდობის გარეშე.

დეიტერიუმი უნდა არსებობდეს მილიონობით წლის განმავლობაში, ხოლო ადვილად მოპოვებული ლითიუმის მარაგი საკმარისია ასობით წლის განმავლობაში საჭიროების დასაკმაყოფილებლად. მაშინაც კი, თუ კლდეებში ლითიუმი ამოიწურება, ჩვენ შეგვიძლია მისი ამოღება წყლიდან, სადაც ის საკმარისად მაღალ კონცენტრაციებშია (ურანის კონცენტრაციაზე 100-ჯერ მეტი), რათა მისი მოპოვება ეკონომიკურად მომგებიანი გახდეს.

საფრანგეთში ქალაქ კადარაშის მახლობლად შენდება ექსპერიმენტული თერმობირთვული რეაქტორი (International thermonuclear experimental reactor). ITER-ის პროექტის მთავარი მიზანია სამრეწველო მასშტაბით კონტროლირებადი თერმობირთვული შერწყმის რეაქციის განხორციელება.

თერმობირთვული საწვავის წონის ერთეულზე, დაახლოებით 10 მილიონჯერ მეტი ენერგია მიიღება, ვიდრე იმავე რაოდენობის ორგანული საწვავის წვისას და დაახლოებით ასჯერ მეტი, ვიდრე ურანის ბირთვების გაყოფისას ამჟამად მოქმედი ატომური ელექტროსადგურების რეაქტორებში. თუ მეცნიერებისა და დიზაინერების გამოთვლები ახდება, ეს კაცობრიობას ენერგიის ამოუწურავ წყაროს მისცემს.

ამიტომ, რამდენიმე ქვეყანა (რუსეთი, ინდოეთი, ჩინეთი, კორეა, ყაზახეთი, აშშ, კანადა, იაპონია, ევროკავშირის ქვეყნები) შეუერთდნენ ძალებს საერთაშორისო თერმობირთვული კვლევის რეაქტორის - ახალი ელექტროსადგურების პროტოტიპის შესაქმნელად.

ITER არის დაწესებულება, რომელიც ქმნის პირობებს წყალბადისა და ტრიტიუმის ატომების (წყალბადის იზოტოპი) სინთეზისთვის, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ახალი ატომი - ჰელიუმის ატომი. ამ პროცესს თან ახლავს ენერგიის უზარმაზარი აფეთქება: პლაზმის ტემპერატურა, რომელშიც თერმობირთვული რეაქცია ხდება, არის დაახლოებით 150 მილიონი გრადუსი ცელსიუსი (შედარებისთვის, მზის ბირთვის ტემპერატურა 40 მილიონი გრადუსია). ამ შემთხვევაში იზოტოპები იწვება და პრაქტიკულად არ ტოვებს რადიოაქტიურ ნარჩენებს.
საერთაშორისო პროექტში მონაწილეობის სქემა ითვალისწინებს რეაქტორის კომპონენტების მიწოდებას და მისი მშენებლობის დაფინანსებას. ამის სანაცვლოდ, თითოეული მონაწილე ქვეყანა იღებს სრულ წვდომას თერმობირთვული რეაქტორის შექმნის ყველა ტექნოლოგიაზე და ამ რეაქტორზე ყველა ექსპერიმენტული მუშაობის შედეგებზე, რაც საფუძვლად დაედება სერიული სიმძლავრის თერმობირთვული რეაქტორების დიზაინს.

თერმობირთვული შერწყმის პრინციპზე დაფუძნებულ რეაქტორს არ გააჩნია რადიოაქტიური გამოსხივება და სრულიად უსაფრთხოა გარემოსთვის. ის შეიძლება განთავსდეს მსოფლიოს ნებისმიერ წერტილში და მისთვის საწვავი ჩვეულებრივი წყალია. ITER-ის მშენებლობა, სავარაუდოდ, დაახლოებით ათი წელი გაგრძელდება, რის შემდეგაც რეაქტორი სავარაუდოდ 20 წელი იქნება გამოყენებული.

უახლოეს წლებში რუსეთის ინტერესებს ITER თერმობირთვული რეაქტორის მშენებლობის საერთაშორისო ორგანიზაციის საბჭოში წარმოადგენენ რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის წევრ-კორესპონდენტი მიხაილ კოვალჩუკი, კურჩატოვის ინსტიტუტის რუსული კვლევითი ცენტრის დირექტორი. რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის კრისტალოგრაფია და მეცნიერების, ტექნოლოგიებისა და განათლების პრეზიდენტის საბჭოს მეცნიერული მდივანი. ამ პოსტზე კოვალჩუკი დროებით შეცვლის აკადემიკოს ევგენი ველიხოვს, რომელიც აირჩიეს ITER-ის საერთაშორისო საბჭოს თავმჯდომარედ მომდევნო ორი წლის განმავლობაში და არ აქვს უფლება შეუთავსოს ეს თანამდებობა მონაწილე ქვეყნის ოფიციალური წარმომადგენლის მოვალეობებს.

მშენებლობის მთლიანი ღირებულება 5 მილიარდ ევროდ არის შეფასებული და იგივე თანხა იქნება საჭირო რეაქტორის საცდელი ფუნქციონირებისთვის. ინდოეთის, ჩინეთის, კორეის, რუსეთის, აშშ-სა და იაპონიის აქციები თითოეული შეადგენს მთლიანი ღირებულების დაახლოებით 10 პროცენტს, 45 პროცენტი მოდის ევროკავშირის ქვეყნებზე. თუმცა, ევროპული სახელმწიფოები ჯერ არ შეთანხმდნენ იმაზე, თუ როგორ გადანაწილდება მათ შორის ხარჯები. ამის გამო მშენებლობის დაწყება 2010 წლის აპრილისთვის გადაიდო. ბოლო შეფერხების მიუხედავად, ITER-ში ჩართული მეცნიერები და ოფიციალური პირები ამბობენ, რომ პროექტის დასრულებას 2018 წლისთვის შეძლებენ.

ITER-ის სავარაუდო თერმობირთვული სიმძლავრეა 500 მეგავატი. ცალკეული მაგნიტური ნაწილების წონა აღწევს 200-დან 450 ტონამდე. ITER-ის გასაგრილებლად დღეში 33 ათასი კუბური მეტრი წყალი იქნება საჭირო.

1998 წელს შეერთებულმა შტატებმა შეწყვიტა პროექტში მონაწილეობის დაფინანსება. მას შემდეგ, რაც რესპუბლიკელები მოვიდნენ ხელისუფლებაში და დაიწყო კალიფორნიაში მოძრავი ჩაქრობა, ბუშის ადმინისტრაციამ გამოაცხადა გაზრდილი ინვესტიციები ენერგიაში. შეერთებული შტატები არ აპირებდა საერთაშორისო პროექტში მონაწილეობას და ჩართული იყო საკუთარ თერმობირთვულ პროექტში. 2002 წლის დასაწყისში პრეზიდენტ ბუშის ტექნოლოგიების მრჩეველმა ჯონ მარბურგერ III-მ განაცხადა, რომ შეერთებულმა შტატებმა გადაიფიქრა და აპირებდა პროექტს დაუბრუნდეს.

მონაწილეთა რაოდენობის მიხედვით, პროექტი შედარებულია სხვა დიდ საერთაშორისო სამეცნიერო პროექტთან - საერთაშორისო კოსმოსურ სადგურთან. ITER-ის ღირებულება, რომელიც ადრე 8 მილიარდ დოლარს აღწევდა, მაშინ 4 მილიარდზე ნაკლებს შეადგენდა. შეერთებული შტატების მონაწილეობიდან გამოსვლის შედეგად გადაწყდა, რომ რეაქტორის სიმძლავრე 1,5 გვტ-დან 500 მეგავატამდე შემცირდეს. შესაბამისად, პროექტის ფასიც შემცირდა.

2002 წლის ივნისში რუსეთის დედაქალაქში გაიმართა სიმპოზიუმი "ITER Days in Moscow". მასში განხილული იყო პროექტის აღორძინების თეორიული, პრაქტიკული და ორგანიზაციული პრობლემები, რომლის წარმატებამ შეიძლება შეცვალოს კაცობრიობის ბედი და მისცეს მას ახალი ტიპის ენერგია, ეფექტურობითა და ეკონომიურობით შედარებული მხოლოდ მზის ენერგიასთან.

2010 წლის ივლისში, ITER-ის საერთაშორისო თერმობირთვული რეაქტორის პროექტში მონაწილე ქვეყნების წარმომადგენლებმა დაამტკიცა მისი ბიუჯეტი და მშენებლობის განრიგი საგანგებო შეხვედრაზე, რომელიც გაიმართა საფრანგეთში, კადარაში. .

ბოლო რიგგარეშე შეხვედრაზე პროექტის მონაწილეებმა დაამტკიცეს პლაზმაზე პირველი ექსპერიმენტების დაწყების თარიღი - 2019 წელი. სრული ექსპერიმენტები დაგეგმილია 2027 წლის მარტისთვის, თუმცა პროექტის მენეჯმენტმა ტექნიკურ სპეციალისტებს სთხოვა, რომ პროცესის ოპტიმიზაცია და ექსპერიმენტების დაწყება 2026 წელს. შეხვედრის მონაწილეებმა ასევე გადაწყვიტეს რეაქტორის მშენებლობის ხარჯები, თუმცა ინსტალაციის შესაქმნელად დაგეგმილი თანხები არ გახმაურებულა. პორტალ ScienceNOW-ის რედაქტორის მიერ უსახელო წყაროდან მიღებული ინფორმაციის თანახმად, ექსპერიმენტების დაწყების დროისთვის ITER-ის პროექტის ღირებულებამ შეიძლება 16 მილიარდ ევროს მიაღწიოს.

კადარაში შეხვედრამ ასევე აღნიშნა პირველი ოფიციალური სამუშაო დღე პროექტის ახალი დირექტორისთვის, იაპონელი ფიზიკოსისთვის ოსამუ მოტოჯიმასთვის. მანამდე პროექტს 2005 წლიდან ხელმძღვანელობდა იაპონელი კანამე იკედა, რომელმაც თანამდებობა დატოვა ბიუჯეტის და მშენებლობის ვადების დამტკიცებისთანავე.

ITER fusion reactor არის ევროკავშირის, შვეიცარიის, იაპონიის, აშშ-ს, რუსეთის, სამხრეთ კორეის, ჩინეთისა და ინდოეთის ერთობლივი პროექტი. ITER-ის შექმნის იდეა განიხილება გასული საუკუნის 80-იანი წლებიდან, თუმცა ფინანსური და ტექნიკური სირთულეების გამო, პროექტის ღირებულება მუდმივად იზრდება, ხოლო მშენებლობის დაწყების თარიღი მუდმივად გადაიდება. 2009 წელს ექსპერტები ელოდნენ, რომ რეაქტორის შექმნაზე მუშაობა 2010 წელს დაიწყება. მოგვიანებით ეს თარიღი გადავიდა და რეაქტორის გაშვების დროდ ჯერ 2018 და შემდეგ 2019 წელი დასახელდა.

თერმობირთვული შერწყმის რეაქციები არის მსუბუქი იზოტოპების ბირთვების შერწყმის რეაქციები უფრო მძიმე ბირთვის წარმოქმნით, რასაც თან ახლავს ენერგიის უზარმაზარი გამოყოფა. თეორიულად, შერწყმის რეაქტორებს შეუძლიათ გამოიმუშავონ ბევრი ენერგია დაბალ ფასად, მაგრამ ამ დროისთვის მეცნიერები გაცილებით მეტ ენერგიას და ფულს ხარჯავენ შერწყმის რეაქციის დასაწყებად და შესანარჩუნებლად.

თერმობირთვული შერწყმა არის ენერგიის წარმოების იაფი და ეკოლოგიურად სუფთა გზა. უკონტროლო თერმობირთვული შერწყმა მზეზე მილიარდობით წლის განმავლობაში ხდება - ჰელიუმი წარმოიქმნება მძიმე წყალბადის იზოტოპის დეიტერიუმისგან. ეს გამოყოფს ენერგიის უზარმაზარ რაოდენობას. თუმცა, დედამიწაზე ადამიანებმა ჯერ არ ისწავლეს ასეთი რეაქციების კონტროლი.

ITER რეაქტორი გამოიყენებს წყალბადის იზოტოპებს საწვავად. თერმობირთვული რეაქციის დროს ენერგია გამოიყოფა, როდესაც მსუბუქი ატომები უფრო მძიმე ატომებად შერწყმულია. ამ მიზნის მისაღწევად, გაზი უნდა გაცხელდეს 100 მილიონ გრადუსზე მეტ ტემპერატურაზე - ბევრად უფრო მაღალი ვიდრე ტემპერატურა მზის ცენტრში. ამ ტემპერატურაზე გაზი გადაიქცევა პლაზმად. ამავდროულად, წყალბადის იზოტოპების ატომები ერწყმის, დიდი რაოდენობით ნეიტრონების გამოთავისუფლებით ჰელიუმის ატომებად იქცევა. ამ პრინციპით მოქმედი ელექტროსადგური გამოიყენებს ნეიტრონების ენერგიას, რომელიც შენელებულია მკვრივი მასალის (ლითიუმის) ფენით.

რატომ დასჭირდა ამდენი დრო თერმობირთვული დანადგარების შექმნას?

რატომ არ არის შექმნილი ჯერ კიდევ ასეთი მნიშვნელოვანი და ღირებული ინსტალაციები, რომელთა სარგებლობაზე უკვე თითქმის ნახევარი საუკუნეა განხილული? არსებობს სამი ძირითადი მიზეზი (ქვემოთ განხილული), რომელთაგან პირველს შეიძლება ეწოდოს გარეგანი ან სოციალური, ხოლო დანარჩენ ორს - შიდა, ანუ განისაზღვრება თავად თერმობირთვული ენერგიის განვითარების კანონებითა და პირობებით.

1. დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ თერმობირთვული შერწყმის ენერგიის პრაქტიკული გამოყენების პრობლემა არ მოითხოვდა გადაუდებელ გადაწყვეტილებებს და მოქმედებებს, რადგან ჯერ კიდევ გასული საუკუნის 80-იან წლებში წიაღისეული საწვავის წყაროები ამოუწურავი ჩანდა, ხოლო ეკოლოგიური პრობლემები და კლიმატის ცვლილება. არ ეხება საზოგადოებას. 1976 წელს, აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტის შერწყმის ენერგიის მრჩეველთა კომიტეტმა სცადა შეეფასებინა კვლევის და განვითარებისა და დემონსტრაციული შერწყმის ელექტროსადგურის დრო, კვლევის დაფინანსების სხვადასხვა ვარიანტში. ამასთან, გაირკვა, რომ ამ მიმართულებით კვლევების წლიური დაფინანსების მოცულობა სრულიად არასაკმარისია და თუ არსებული ასიგნებების დონე შენარჩუნდება, თერმობირთვული დანადგარების შექმნა არასოდეს იქნება წარმატებული, რადგან გამოყოფილი თანხები არ შეესაბამება. თუნდაც მინიმალურ, კრიტიკულ დონემდე.

2. ამ სფეროში კვლევების განვითარების უფრო სერიოზული დაბრკოლებაა ის, რომ განსახილველი ტიპის თერმობირთვული ინსტალაციის შექმნა და დემონსტრირება შეუძლებელია მცირე მასშტაბით. ქვემოთ წარმოდგენილი განმარტებებიდან ირკვევა, რომ თერმობირთვული შერწყმა მოითხოვს არა მხოლოდ პლაზმის მაგნიტურ შეზღუდვას, არამედ მის საკმარის გათბობას. დახარჯული და მიღებული ენერგიის თანაფარდობა იზრდება მინიმუმ ინსტალაციის წრფივი ზომების კვადრატის პროპორციულად, რის შედეგადაც თერმობირთვული დანადგარების სამეცნიერო და ტექნიკური შესაძლებლობები და უპირატესობები შეიძლება შემოწმდეს და აჩვენოს მხოლოდ საკმაოდ დიდ სადგურებზე. როგორც აღნიშნული ITER რეაქტორი. საზოგადოება უბრალოდ არ იყო მზად ასეთი მსხვილი პროექტების დასაფინანსებლად, სანამ არ იყო საკმარისი ნდობა წარმატებაში.

3. თერმობირთვული ენერგიის განვითარება ძალიან რთული იყო, თუმცა (მიუხედავად არასაკმარისი დაფინანსებისა და JET და ITER ინსტალაციების შექმნის ცენტრების შერჩევისას), აშკარა პროგრესი შეინიშნება ბოლო წლებში, თუმცა მოქმედი სადგური ჯერ არ არის შექმნილი.

თანამედროვე სამყარო ძალიან სერიოზული ენერგეტიკული გამოწვევის წინაშე დგას, რომელსაც უფრო ზუსტად შეიძლება ვუწოდოთ „გაურკვეველი ენერგეტიკული კრიზისი“. პრობლემა დაკავშირებულია იმასთან, რომ წიაღისეული საწვავის მარაგი შესაძლოა ამოიწუროს ამ საუკუნის მეორე ნახევარში. უფრო მეტიც, წიაღისეული საწვავის დაწვამ შეიძლება გამოიწვიოს ატმოსფეროში გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგის (ზემოთ ნახსენები CCS პროგრამა) რაიმე სახის სეკვესტრი და „შენახვა“ პლანეტის კლიმატის მნიშვნელოვანი ცვლილებების თავიდან ასაცილებლად.

ამჟამად, კაცობრიობის მიერ მოხმარებული თითქმის მთელი ენერგია იქმნება წიაღისეული საწვავის დაწვით და პრობლემის გადაწყვეტა შეიძლება დაკავშირებული იყოს მზის ენერგიის ან ბირთვული ენერგიის გამოყენებასთან (სწრაფი ნეიტრონული რეაქტორების შექმნა და ა.შ.). განვითარებადი ქვეყნების მოსახლეობის მზარდი რაოდენობით გამოწვეული გლობალური პრობლემა და მათი ცხოვრების დონის გაუმჯობესების და წარმოებული ენერგიის რაოდენობის გაზრდის საჭიროება არ შეიძლება გადაწყდეს მხოლოდ ამ მიდგომების საფუძველზე, თუმცა, რა თქმა უნდა, ენერგიის წარმოების ალტერნატიული მეთოდების შემუშავების ნებისმიერი მცდელობა. უნდა წახალისდეს.

მკაცრად რომ ვთქვათ, ჩვენ გვაქვს ქცევითი სტრატეგიების მცირე არჩევანი და თერმობირთვული ენერგიის განვითარება ძალზე მნიშვნელოვანია, მიუხედავად იმისა, რომ არ არსებობს წარმატების გარანტია. ამის შესახებ გაზეთი Financial Times (დათარიღებული 2004 წლის 25 იანვრით) წერდა:

იმედი ვიქონიოთ, რომ თერმობირთვული ენერგიის განვითარების გზაზე დიდი და მოულოდნელი სიურპრიზები არ იქნება. ამ შემთხვევაში, დაახლოებით 30 წელიწადში ჩვენ შევძლებთ მისგან ელექტრო დენის მიწოდებას ენერგეტიკულ ქსელებში, ხოლო სულ რაღაც 10 წელიწადში დაიწყებს მუშაობას პირველი კომერციული თერმობირთვული ელექტროსადგური. შესაძლებელია, რომ ამ საუკუნის მეორე ნახევარში, ბირთვული შერწყმის ენერგია დაიწყებს წიაღისეული საწვავის ჩანაცვლებას და თანდათანობით დაიწყებს მზარდი როლის შესრულებას კაცობრიობის ენერგიის მიწოდებაში გლობალური მასშტაბით.

არ არსებობს აბსოლუტური გარანტია იმისა, რომ თერმობირთვული ენერგიის (როგორც მთელი კაცობრიობის ენერგიის ეფექტური და ფართომასშტაბიანი წყაროს) შექმნის ამოცანა წარმატებით დასრულდება, მაგრამ ამ მიმართულებით წარმატების ალბათობა საკმაოდ მაღალია. თერმობირთვული სადგურების უზარმაზარი პოტენციალის გათვალისწინებით, მათი სწრაფი (და თუნდაც დაჩქარებული) განვითარების პროექტების ყველა ხარჯი შეიძლება ჩაითვალოს გამართლებულად, მით უმეტეს, რომ ეს ინვესტიციები ძალიან მოკრძალებულად გამოიყურება ამაზრზენი გლობალური ენერგეტიკული ბაზრის ფონზე (4 ტრილიონი აშშ დოლარი წელიწადში8). კაცობრიობის ენერგეტიკული მოთხოვნილებების დაკმაყოფილება ძალიან სერიოზული პრობლემაა. რამდენადაც წიაღისეული საწვავი ნაკლებად ხელმისაწვდომი ხდება (და მათი გამოყენება არასასურველი ხდება), სიტუაცია იცვლება და ჩვენ უბრალოდ არ შეგვიძლია არ განვავითაროთ შერწყმის ენერგია.

კითხვაზე "როდის გამოჩნდება თერმობირთვული ენერგია?" ლევ არციმოვიჩმა (აღიარებულმა პიონერმა და ამ სფეროში კვლევის ლიდერმა) ერთხელ უპასუხა, რომ "ის შეიქმნება მაშინ, როცა კაცობრიობისთვის ნამდვილად საჭირო გახდება".

ITER იქნება პირველი შერწყმის რეაქტორი, რომელიც უფრო მეტ ენერგიას გამოიმუშავებს, ვიდრე მოიხმარს. მეცნიერები ამ მახასიათებელს გაზომავენ მარტივი კოეფიციენტის გამოყენებით, რომელსაც "Q"-ს უწოდებენ. თუ ITER მიაღწევს თავის ყველა სამეცნიერო მიზანს, ის გამოიმუშავებს 10-ჯერ მეტ ენერგიას, ვიდრე მოიხმარს. ბოლო აშენებული მოწყობილობა, ერთობლივი ევროპული ტორუსი ინგლისში, არის უფრო მცირე პროტოტიპის შერწყმა რეაქტორი, რომელმაც სამეცნიერო კვლევის ბოლო ეტაპებზე მიაღწია Q მნიშვნელობას თითქმის 1-ს. ეს ნიშნავს, რომ მან გამოიმუშავა ზუსტად იგივე რაოდენობის ენერგია, რასაც მოიხმარდა. . ITER ამას სცილდება შერწყმის შედეგად ენერგიის შექმნის დემონსტრირებით და Q მნიშვნელობის 10-ის მიღწევით. იდეა არის 500 მეგავატის გამომუშავება დაახლოებით 50 მეგავატი ენერგიის მოხმარებიდან. ამრიგად, ITER-ის ერთ-ერთი სამეცნიერო მიზანია დაამტკიცოს, რომ Q მნიშვნელობის 10 მიღწევა შესაძლებელია.

კიდევ ერთი სამეცნიერო მიზანია, რომ ITER-ს ექნება ძალიან დიდი „დაწვის“ დრო – პულსი გახანგრძლივებული ერთ საათამდე. ITER არის კვლევითი ექსპერიმენტული რეაქტორი, რომელსაც არ შეუძლია მუდმივად აწარმოოს ენერგია. როდესაც ITER დაიწყებს მუშაობას, ის ჩართული იქნება ერთი საათის განმავლობაში, რის შემდეგაც საჭირო იქნება მისი გამორთვა. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან აქამდე ჩვენს მიერ შექმნილ ტიპურ მოწყობილობებს შეეძლოთ რამდენიმე წამის ან წამის მეათედიც კი წვის დრო ჰქონოდათ - ეს არის მაქსიმუმი. "ერთობლივი ევროპული ტორუსი" მიაღწია Q მნიშვნელობას 1-ს დაწვის დროით დაახლოებით ორი წამი, პულსის სიგრძით 20 წამი. მაგრამ პროცესი, რომელიც რამდენიმე წამს გრძელდება, ნამდვილად არ არის მუდმივი. მანქანის ძრავის გაშვების ანალოგიით: ძრავის ხანმოკლე ჩართვა და შემდეგ მისი გამორთვა ჯერ არ არის მანქანის რეალური მოქმედება. მხოლოდ მაშინ, როდესაც მართავთ თქვენს მანქანას ნახევარი საათის განმავლობაში, ის მიაღწევს მუდმივ მუშაობის რეჟიმს და აჩვენებს, რომ ასეთი მანქანის მართვა ნამდვილად შეიძლება.

ანუ, ტექნიკური და სამეცნიერო თვალსაზრისით, ITER უზრუნველყოფს Q მნიშვნელობას 10 და გაზრდილი წვის დროს.

თერმობირთვული შერწყმის პროგრამა მართლაც საერთაშორისო და ფართო ხასიათისაა. ხალხი უკვე იმედოვნებს ITER-ის წარმატებას და ფიქრობს შემდეგ ნაბიჯზე - შექმნას სამრეწველო თერმობირთვული რეაქტორის პროტოტიპი სახელწოდებით DEMO. მის ასაშენებლად ITER უნდა იმუშაოს. ჩვენ უნდა მივაღწიოთ ჩვენს მეცნიერულ მიზნებს, რადგან ეს ნიშნავს, რომ ჩვენს მიერ წამოყენებული იდეები სრულიად განხორციელებადია. თუმცა, ვეთანხმები, რომ ყოველთვის უნდა იფიქრო იმაზე, თუ რა მოხდება შემდეგ. გარდა ამისა, რამდენადაც ITER მუშაობს 25-30 წლის განმავლობაში, ჩვენი ცოდნა თანდათან გაღრმავდება და გაფართოვდება და ჩვენ შევძლებთ უფრო ზუსტად ჩამოვაყალიბოთ ჩვენი შემდეგი ნაბიჯი.

მართლაც, არ არსებობს კამათი იმის შესახებ, უნდა იყოს თუ არა ITER ტოკამაკი. ზოგიერთი მეცნიერი სულ სხვაგვარად სვამს კითხვას: უნდა არსებობდეს თუ არა ITER? ექსპერტები სხვადასხვა ქვეყანაში, რომლებიც ავითარებენ საკუთარ, არც თუ ისე მასშტაბურ თერმობირთვულ პროექტებს, ამტკიცებენ, რომ ასეთი დიდი რეაქტორი საერთოდ არ არის საჭირო.

თუმცა, მათი აზრი ძნელად უნდა ჩაითვალოს ავტორიტეტულად. ITER-ის შექმნაში მონაწილეობდნენ ფიზიკოსები, რომლებიც მუშაობდნენ ტოროიდულ ხაფანგებთან რამდენიმე ათეული წლის განმავლობაში. ყარადაშის ექსპერიმენტული თერმობირთვული რეაქტორის დიზაინი ეფუძნებოდა ათეულობით წინამორბედ ტოკამაკზე ექსპერიმენტების დროს მიღებულ ყველა ცოდნას. და ეს შედეგები მიუთითებს იმაზე, რომ რეაქტორი უნდა იყოს ტოკამაკი, თანაც დიდი.

JET ამ დროისთვის ყველაზე წარმატებულ ტოკამაკად შეიძლება ჩაითვალოს JET, რომელიც ევროკავშირის მიერ აშენდა ბრიტანეთის ქალაქ აბინგდონში. ეს არის ყველაზე დიდი ტოკამაკის ტიპის რეაქტორი, რომელიც შექმნილია დღემდე, პლაზმური ტორუსის დიდი რადიუსი 2,96 მეტრია. თერმობირთვული რეაქციის სიმძლავრე უკვე მიაღწია 20 მეგავატზე მეტს, შეკავების დროით 10 წამამდე. რეაქტორი აბრუნებს პლაზმაში ჩადებული ენერგიის დაახლოებით 40%-ს.

ეს არის პლაზმის ფიზიკა, რომელიც განსაზღვრავს ენერგეტიკულ ბალანსს“, - განუცხადა იგორ სემენოვმა Infox.ru-ს. MIPT-ის ასოცირებულმა პროფესორმა აღწერა რა არის ენერგეტიკული ბალანსი მარტივი მაგალითით: „ჩვენ ყველას გვინახავს ხანძრის დამწვრობა. იქ ფაქტობრივად შეშა კი არა, გაზი იწვის. ენერგეტიკული ჯაჭვი იქ ასეთია: გაზი იწვის, ხე თბება, ხე ორთქლდება, გაზი ისევ იწვის. მაშასადამე, თუ წყალს ცეცხლზე დავყრით, სისტემიდან უეცრად მივიღებთ ენერგიას თხევადი წყლის ორთქლის მდგომარეობაში გადასვლის ფაზაში. ბალანსი უარყოფითი გახდება და ცეცხლი ჩაქრება. არსებობს სხვა გზა - ჩვენ შეგვიძლია უბრალოდ ავიღოთ ცეცხლსასროლი იარაღი და გავავრცელოთ სივრცეში. ხანძარიც ჩაქრება. იგივეა თერმობირთვულ რეაქტორში, რომელსაც ჩვენ ვაშენებთ. ზომები არჩეულია ამ რეაქტორისთვის შესაბამისი დადებითი ენერგიის ბალანსის შესაქმნელად. საკმარისია მომავალში რეალური ატომური ელექტროსადგურის ასაშენებლად, რომელიც ამ ექსპერიმენტულ ეტაპზე გადაჭრის ყველა იმ პრობლემას, რომელიც ამჟამად გადაუჭრელი რჩება“.

ერთხელ შეიცვალა რეაქტორის ზომები. ეს მოხდა 20-21-ე საუკუნეების მიჯნაზე, როდესაც შეერთებულმა შტატებმა გამოვიდა პროექტი და დარჩენილი წევრები მიხვდნენ, რომ ITER-ის ბიუჯეტი (იმ დროისთვის იგი შეფასდა 10 მილიარდ აშშ დოლარად) ძალიან დიდი იყო. ფიზიკოსებს და ინჟინრებს მოეთხოვათ ინსტალაციის ღირებულების შემცირება. და ეს შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ ზომის გამო. ITER-ის „რედიზაინს“ ხელმძღვანელობდა ფრანგი ფიზიკოსი რობერტ აიმარი, რომელიც ადრე მუშაობდა ფრანგულ Tore Supra tokamak-ზე კარადაში. პლაზმური ტორუსის გარე რადიუსი შემცირდა 8,2-დან 6,3 მეტრამდე. თუმცა, ზომების შემცირებასთან დაკავშირებული რისკები ნაწილობრივ ანაზღაურდა რამდენიმე დამატებითი სუპერგამტარი მაგნიტით, რამაც შესაძლებელი გახადა პლაზმური შეზღუდვის რეჟიმის დანერგვა, რომელიც იმ დროს ღია და შესწავლილი იყო.

Დიდი ხანის განმვლობაში ტრუდნოფისაკა მთხოვა მშენებარე თერმობირთვული რეაქტორის შესახებ პოსტის გაკეთება. გაეცანით ტექნოლოგიის საინტერესო დეტალებს, გაარკვიეთ, რატომ ჭირდება ამ პროექტის განხორციელებას ამდენი დრო. საბოლოოდ შევაგროვე მასალა. მოდით გავეცნოთ პროექტის დეტალებს.

1. კაცობრიობა ახლა მოიხმარს უზარმაზარ ენერგიას.

2. მსოფლიო ენერგიის მოხმარება მკვეთრად იზრდება.

3. ამჟამად, მსოფლიოს ენერგიის 80% მოდის წიაღისეული საწვავის დაწვაზე(ნავთობი, ქვანახშირი და გაზი), რომელთა გამოყენება:
ა) პოტენციურად უქმნის გარემოს კატასტროფული ცვლილებების რისკს;
ბ) აუცილებლად უნდა დასრულდეს ოდესმე.

fusion ელექტროსადგურები

ნეიტრონი + ლითიუმი → ჰელიუმი + ტრიტიუმი

რატომ გვჭირდება ეს?

დაწკაპუნებადი 4000 px

რუსეთის ინტერესებს ITER თერმობირთვული რეაქტორის მშენებლობის საერთაშორისო ორგანიზაციის საბჭოში უახლოეს წლებში წარადგენს რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის წევრ-კორესპონდენტი მიხაილ კოვალჩუკი - კურჩატოვის ინსტიტუტის დირექტორი, რუსეთის აკადემიის კრისტალოგრაფიის ინსტიტუტი. პრეზიდენტის საბჭოს მეცნიერების, ტექნოლოგიებისა და განათლების მეცნიერებათა და სამეცნიერო მდივანი. ამ პოსტზე კოვალჩუკი დროებით შეცვლის აკადემიკოს ევგენი ველიხოვს, რომელიც აირჩიეს ITER-ის საერთაშორისო საბჭოს თავმჯდომარედ მომდევნო ორი წლის განმავლობაში და არ აქვს უფლება შეუთავსოს ეს თანამდებობა მონაწილე ქვეყნის ოფიციალური წარმომადგენლის მოვალეობებს.

ბოლო საგანგებო შეხვედრაზე პროექტის მონაწილეებმა დაამტკიცეს პლაზმაზე პირველი ექსპერიმენტების დაწყების თარიღი - 2019 წელი. სრული ექსპერიმენტები დაგეგმილია 2027 წლის მარტისთვის, თუმცა პროექტის მენეჯმენტმა ტექნიკურ სპეციალისტებს სთხოვა, რომ პროცესის ოპტიმიზაცია და ექსპერიმენტების დაწყება 2026 წელს. შეხვედრის მონაწილეებმა ასევე გადაწყვიტეს რეაქტორის მშენებლობის ხარჯები, თუმცა ინსტალაციის შესაქმნელად დაგეგმილი თანხები არ გახმაურებულა. პორტალ ScienceNOW-ის რედაქტორის მიერ უსახელო წყაროდან მიღებული ინფორმაციის თანახმად, ექსპერიმენტების დაწყების დროისთვის ITER-ის პროექტის ღირებულებამ შეიძლება 16 მილიარდ ევროს მიაღწიოს.

რატომ დასჭირდა ამდენი დრო თერმობირთვული დანადგარების შექმნას?

კიდევ ერთი სამეცნიერო მიზანია, რომ ITER-ს ექნება ძალიან დიდი „დაწვის“ დრო – პულსი გახანგრძლივებული ერთ საათამდე. ITER არის კვლევითი ექსპერიმენტული რეაქტორი, რომელსაც არ შეუძლია მუდმივად აწარმოოს ენერგია. როდესაც ITER დაიწყებს მუშაობას, ის ჩართული იქნება ერთი საათის განმავლობაში, რის შემდეგაც საჭირო იქნება მისი გამორთვა. ეს მნიშვნელოვანია, რადგან აქამდე ჩვენს მიერ შექმნილ სტანდარტულ მოწყობილობებს შეეძლოთ რამდენიმე წამის ან წამის მეათედიც კი წვის დრო ჰქონოდათ - ეს არის მაქსიმუმი. "ერთობლივი ევროპული ტორუსი" მიაღწია Q მნიშვნელობას 1-ს დაწვის დროით დაახლოებით ორი წამი, პულსის სიგრძით 20 წამი. მაგრამ პროცესი, რომელიც რამდენიმე წამს გრძელდება, ნამდვილად არ არის მუდმივი. მანქანის ძრავის გაშვების ანალოგიით: ძრავის ხანმოკლე ჩართვა და შემდეგ მისი გამორთვა ჯერ არ არის მანქანის რეალური მოქმედება. მხოლოდ მაშინ, როდესაც მართავთ თქვენს მანქანას ნახევარი საათის განმავლობაში, ის მიაღწევს მუდმივ მუშაობის რეჟიმს და აჩვენებს, რომ ასეთი მანქანის მართვა ნამდვილად შეიძლება.

წყარო
http://ehorussia.com
http://oko-planet.su