Paano nagsimula ang lahat? Ang "hamon sa enerhiya" ay lumitaw bilang isang resulta ng isang kumbinasyon ng sumusunod na tatlong mga kadahilanan:

1. Kumokonsumo na ngayon ng malaking halaga ng enerhiya ang sangkatauhan.

Sa kasalukuyan, ang konsumo ng enerhiya sa mundo ay humigit-kumulang 15.7 terawatts (TW). Sa paghahati ng halagang ito sa populasyon ng mundo, nakakakuha tayo ng humigit-kumulang 2400 watts bawat tao, na madaling matantya at mailarawan. Ang enerhiya na kinokonsumo ng bawat naninirahan sa Earth (kabilang ang mga bata) ay tumutugma sa round-the-clock na operasyon ng 24 na daang-watt na electric lamp. Gayunpaman, ang pagkonsumo ng enerhiya na ito sa buong planeta ay lubhang hindi pantay, dahil ito ay napakalaki sa ilang mga bansa at bale-wala sa iba. Ang pagkonsumo (sa mga tuntunin ng isang tao) ay katumbas ng 10.3 kW sa USA (isa sa mga halaga ng rekord), 6.3 kW sa Russian Federation, 5.1 kW sa UK, atbp., ngunit, sa kabilang banda, ito ay katumbas 0.21 kW lamang sa Bangladesh (2% lamang ng pagkonsumo ng enerhiya ng US!).

2. Ang pagkonsumo ng enerhiya sa mundo ay tumataas nang husto.

Ayon sa forecast ng International Energy Agency (2006), ang pagkonsumo ng enerhiya sa buong mundo ay dapat tumaas ng 50% sa 2030. Siyempre, magagawa ng mga mauunlad na bansa nang maayos nang walang karagdagang enerhiya, ngunit ang paglagong ito ay kinakailangan upang maiahon ang mga tao mula sa kahirapan sa mga umuunlad na bansa, kung saan 1.5 bilyong tao ang dumaranas ng matinding kakulangan sa kuryente.

3. Sa kasalukuyan, 80% ng enerhiya ng mundo ay nagmumula sa nasusunog na fossil fuels (langis, karbon at gas), ang paggamit nito:
a) posibleng magdulot ng panganib ng mga sakuna na pagbabago sa kapaligiran;
b) hindi maiiwasang magtapos balang araw.

Sa mga nasabi, malinaw na ngayon ay dapat tayong maghanda para sa pagtatapos ng panahon ng paggamit ng fossil fuels

Sa kasalukuyan, ang mga nuclear power plant ay gumagawa ng enerhiya na inilabas sa panahon ng mga reaksyon ng fission ng atomic nuclei sa isang malaking sukat. Ang paglikha at pag-unlad ng naturang mga istasyon ay dapat hikayatin sa lahat ng posibleng paraan, ngunit dapat itong isaalang-alang na ang mga reserba ng isa sa pinakamahalagang materyales para sa kanilang operasyon (murang uranium) ay maaari ding ganap na magamit sa loob ng susunod na 50 taon . Ang mga posibilidad ng nuclear fission-based na enerhiya ay maaaring (at dapat) makabuluhang palawakin sa pamamagitan ng paggamit ng mas mahusay na mga siklo ng enerhiya, na nagpapahintulot sa dami ng enerhiya na ginawa sa halos doble. Upang bumuo ng enerhiya sa direksyon na ito, kinakailangan upang lumikha ng mga thorium reactors (ang tinatawag na thorium breeder reactors o breeder reactors), kung saan ang reaksyon ay gumagawa ng mas maraming thorium kaysa sa orihinal na uranium, bilang isang resulta kung saan ang kabuuang halaga ng enerhiya na ginawa. para sa isang naibigay na halaga ng sangkap ay tumataas ng 40 beses. Mukhang nangangako rin na lumikha ng mga plutonium breeder gamit ang mabilis na mga neutron, na mas mahusay kaysa sa mga uranium reactor at maaaring makagawa ng 60 beses na mas maraming enerhiya. Maaaring upang mabuo ang mga lugar na ito ay kinakailangan na bumuo ng mga bago, hindi karaniwang mga pamamaraan para sa pagkuha ng uranium (halimbawa, mula sa tubig dagat, na tila ang pinaka-naa-access).

Fusion power plant

Ang figure ay nagpapakita ng isang schematic diagram (hindi sa sukat) ng device at operating prinsipyo ng isang thermonuclear power plant. Sa gitnang bahagi ay mayroong isang toroidal (hugis-donut) na silid na may dami na ~2000 m3, na puno ng tritium-deuterium (T-D) na plasma na pinainit sa temperaturang higit sa 100 M°C. Ang mga neutron na ginawa sa panahon ng fusion reaction (1) ay umalis sa "magnetic bottle" at pumasok sa shell na ipinapakita sa figure na may kapal na humigit-kumulang 1 m.

Sa loob ng shell, ang mga neutron ay bumangga sa mga lithium atom, na nagreresulta sa isang reaksyon na gumagawa ng tritium:

neutron + lithium → helium + tritium

Bilang karagdagan, ang mga nakikipagkumpitensyang reaksyon ay nangyayari sa system (nang walang pagbuo ng tritium), pati na rin ang maraming mga reaksyon sa pagpapalabas ng karagdagang mga neutron, na pagkatapos ay humahantong din sa pagbuo ng tritium (sa kasong ito, ang pagpapalabas ng mga karagdagang neutron ay maaaring makabuluhang pinahusay, halimbawa, sa pamamagitan ng pagpasok ng beryllium atoms sa shell at lead). Ang pangkalahatang konklusyon ay ang pasilidad na ito ay maaaring (kahit man lang theoretically) sumailalim sa isang nuclear fusion reaction na magbubunga ng tritium. Sa kasong ito, ang halaga ng tritium na ginawa ay hindi lamang dapat matugunan ang mga pangangailangan ng mismong pag-install, ngunit maging medyo mas malaki, na gagawing posible na magbigay ng mga bagong pag-install na may tritium. Ito ang konsepto ng pagpapatakbo na dapat masuri at ipatupad sa ITER reactor na inilarawan sa ibaba.

Bilang karagdagan, ang mga neutron ay dapat magpainit ng shell sa tinatawag na mga pilot plant (kung saan gagamitin ang medyo "ordinaryong" construction materials) sa humigit-kumulang 400°C. Sa hinaharap, pinlano na lumikha ng mga pinahusay na pag-install na may shell heating temperature na higit sa 1000°C, na maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga pinakabagong materyales na may mataas na lakas (tulad ng mga silicon carbide composites). Ang init na nabuo sa shell, tulad ng sa mga maginoo na istasyon, ay kinukuha ng pangunahing circuit ng paglamig na may isang coolant (naglalaman, halimbawa, tubig o helium) at inilipat sa pangalawang circuit, kung saan ang singaw ng tubig ay ginawa at ibinibigay sa mga turbine.

1985 - Iminungkahi ng Unyong Sobyet ang susunod na henerasyong planta ng Tokamak, gamit ang karanasan ng apat na nangungunang bansa sa paglikha ng mga fusion reactor. Ang Estados Unidos ng Amerika, kasama ang Japan at ang European Community, ay nagsumite ng isang panukala para sa pagpapatupad ng proyekto.

Sa kasalukuyan, sa France, ang pagtatayo ay isinasagawa sa internasyonal na eksperimentong thermonuclear reactor na ITER (International Tokamak Experimental Reactor), na inilarawan sa ibaba, na siyang magiging unang tokamak na may kakayahang "mag-apoy" ng plasma.

Ang pinaka-advanced na umiiral na mga pag-install ng tokamak ay matagal nang umabot sa mga temperatura na humigit-kumulang 150 M°C, malapit sa mga halagang kinakailangan para sa pagpapatakbo ng isang fusion station, ngunit ang ITER reactor ay dapat ang unang malakihang power plant na idinisenyo nang matagal. -matagalang operasyon. Sa hinaharap, kinakailangan upang makabuluhang mapabuti ang mga parameter ng pagpapatakbo nito, na mangangailangan, una sa lahat, pagtaas ng presyon sa plasma, dahil ang rate ng nuclear fusion sa isang naibigay na temperatura ay proporsyonal sa parisukat ng presyon. Ang pangunahing problemang pang-agham sa kasong ito ay nauugnay sa ang katunayan na kapag ang presyon sa plasma ay tumaas, napaka-kumplikado at mapanganib na mga kawalang-tatag, iyon ay, hindi matatag na mga mode ng pagpapatakbo.

Bakit kailangan natin ang mga ito?

Ang pangunahing bentahe ng nuclear fusion ay nangangailangan lamang ito ng napakaliit na halaga ng mga sangkap na karaniwan sa kalikasan bilang panggatong. Ang reaksyon ng pagsasanib ng nukleyar sa mga inilarawang pag-install ay maaaring humantong sa pagpapakawala ng napakalaking dami ng enerhiya, sampung milyong beses na mas mataas kaysa sa karaniwang init na inilabas sa panahon ng mga karaniwang kemikal na reaksyon (tulad ng pagkasunog ng mga fossil fuel). Para sa paghahambing, itinuturo namin na ang halaga ng karbon na kinakailangan upang mapaandar ang isang thermal power plant na may kapasidad na 1 gigawatt (GW) ay 10,000 tonelada bawat araw (sampung railway cars), at ang isang fusion plant na may parehong kapangyarihan ay kumonsumo lamang ng halos 1 kilo ng pinaghalong D+T bawat araw .

Ang Deuterium ay isang matatag na isotope ng hydrogen; Sa halos isa sa bawat 3,350 molekula ng ordinaryong tubig, ang isa sa mga atomo ng hydrogen ay pinalitan ng deuterium (isang pamana mula sa Big Bang). Ang katotohanang ito ay ginagawang madali upang ayusin ang medyo murang produksyon ng kinakailangang halaga ng deuterium mula sa tubig. Mas mahirap makakuha ng tritium, na hindi matatag (kalahating buhay ay halos 12 taon, bilang isang resulta kung saan ang nilalaman nito sa kalikasan ay bale-wala), gayunpaman, tulad ng ipinakita sa itaas, ang tritium ay lilitaw nang direkta sa loob ng pag-install ng thermonuclear sa panahon ng operasyon. dahil sa reaksyon ng mga neutron na may lithium.

Kaya, ang paunang gasolina para sa isang fusion reactor ay lithium at tubig. Ang Lithium ay isang karaniwang metal na malawakang ginagamit sa mga gamit sa bahay (mga baterya ng cell phone, atbp.). Ang pag-install na inilarawan sa itaas, kahit na isinasaalang-alang ang di-ideal na kahusayan, ay makakagawa ng 200,000 kWh ng elektrikal na enerhiya, na katumbas ng enerhiya na nasa 70 tonelada ng karbon. Ang halaga ng lithium na kinakailangan para dito ay nasa isang baterya ng computer, at ang halaga ng deuterium ay nasa 45 litro ng tubig. Ang halaga sa itaas ay tumutugma sa kasalukuyang pagkonsumo ng kuryente (kinakalkula bawat tao) sa mga bansa sa EU sa loob ng 30 taon. Ang mismong katotohanan na ang gayong hindi gaanong halaga ng lithium ay maaaring matiyak ang pagbuo ng ganoong dami ng kuryente (nang walang CO2 emissions at walang kaunting polusyon sa hangin) ay isang medyo seryosong argumento para sa pinakamabilis at pinakamasiglang pag-unlad ng thermonuclear energy (sa kabila ng lahat ng kahirapan at problema) at kahit walang isang daang porsyentong tiwala sa tagumpay ng naturang pananaliksik.

Ang Deuterium ay dapat tumagal ng milyun-milyong taon, at ang mga reserbang madaling mamina ng lithium ay sapat upang matustusan ang mga pangangailangan sa daan-daang taon. Kahit na maubos ang lithium sa mga bato, maaari nating kunin ito mula sa tubig, kung saan ito ay matatagpuan sa mga konsentrasyon na sapat na mataas (100 beses ang konsentrasyon ng uranium) upang gawing matipid ang pagkuha nito.

Isang eksperimental na thermonuclear reactor (International thermonuclear experimental reactor) ay itinatayo malapit sa lungsod ng Cadarache sa France. Ang pangunahing layunin ng proyekto ng ITER ay upang ipatupad ang isang kinokontrol na thermonuclear fusion reaction sa isang pang-industriyang sukat.

Bawat yunit ng timbang ng thermonuclear fuel, humigit-kumulang 10 milyong beses na mas maraming enerhiya ang nakukuha kaysa kapag sinusunog ang parehong dami ng organikong gasolina, at humigit-kumulang isang daang beses na higit pa kaysa kapag hinahati ang uranium nuclei sa mga reactor ng kasalukuyang nagpapatakbo ng mga nuclear power plant. Kung ang mga kalkulasyon ng mga siyentipiko at taga-disenyo ay magkatotoo, ito ay magbibigay sa sangkatauhan ng hindi mauubos na mapagkukunan ng enerhiya.

Samakatuwid, ang isang bilang ng mga bansa (Russia, India, China, Korea, Kazakhstan, USA, Canada, Japan, European Union bansa) ay nagsanib pwersa sa paglikha ng International Thermonuclear Research Reactor - isang prototype ng mga bagong power plant.

Ang ITER ay isang pasilidad na lumilikha ng mga kondisyon para sa synthesis ng hydrogen at tritium atoms (isang isotope ng hydrogen), na nagreresulta sa pagbuo ng isang bagong atom - isang helium atom. Ang prosesong ito ay sinamahan ng isang malaking pagsabog ng enerhiya: ang temperatura ng plasma kung saan nangyayari ang thermonuclear reaction ay humigit-kumulang 150 milyong degrees Celsius (para sa paghahambing, ang temperatura ng core ng Araw ay 40 milyong degrees). Sa kasong ito, ang mga isotopes ay nasusunog, na halos walang radioactive na basura.
Ang pamamaraan ng pakikilahok sa internasyonal na proyekto ay nagbibigay para sa supply ng mga bahagi ng reaktor at financing ng pagtatayo nito. Bilang kapalit nito, ang bawat isa sa mga kalahok na bansa ay tumatanggap ng ganap na access sa lahat ng mga teknolohiya para sa paglikha ng isang thermonuclear reactor at sa mga resulta ng lahat ng eksperimentong gawain sa reactor na ito, na magsisilbing batayan para sa disenyo ng serial power thermonuclear reactors.

Ang reaktor, batay sa prinsipyo ng thermonuclear fusion, ay walang radioactive radiation at ganap na ligtas para sa kapaligiran. Ito ay matatagpuan halos kahit saan sa mundo, at ang panggatong para dito ay ordinaryong tubig. Ang pagtatayo ng ITER ay inaasahang tatagal ng humigit-kumulang sampung taon, pagkatapos nito ay inaasahang gagamitin ang reaktor sa loob ng 20 taon.

Ang mga interes ng Russia sa Konseho ng International Organization para sa Konstruksyon ng ITER Thermonuclear Reactor sa mga darating na taon ay kakatawanin ng Kaukulang Miyembro ng Russian Academy of Sciences na si Mikhail Kovalchuk, Direktor ng Kurchatov Institute, Institute of Crystallography ng Russian Academy of Sciences and Scientific Secretary ng Presidential Council on Science, Technology and Education. Pansamantalang papalitan ni Kovalchuk ang akademikong si Evgeniy Velikhov sa post na ito, na nahalal na chairman ng ITER International Council para sa susunod na dalawang taon at walang karapatang pagsamahin ang posisyon na ito sa mga tungkulin ng isang opisyal na kinatawan ng isang kalahok na bansa.

Ang kabuuang halaga ng konstruksiyon ay tinatantya sa 5 bilyong euro, at ang parehong halaga ay kinakailangan para sa pagsubok na operasyon ng reaktor. Ang mga bahagi ng India, China, Korea, Russia, USA at Japan ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 10 porsiyento ng kabuuang halaga, 45 porsiyento ay mula sa mga bansa ng European Union. Gayunpaman, ang mga estado sa Europa ay hindi pa sumang-ayon sa kung paano eksaktong ipamahagi ang mga gastos sa pagitan nila. Dahil dito, ipinagpaliban ang pagsisimula ng konstruksiyon sa Abril 2010. Sa kabila ng pinakahuling pagkaantala, sinabi ng mga siyentipiko at opisyal na kasangkot sa ITER na makukumpleto nila ang proyekto sa 2018.

Ang tinatayang thermonuclear power ng ITER ay 500 megawatts. Ang mga indibidwal na bahagi ng magnet ay umabot sa bigat na 200 hanggang 450 tonelada. Upang palamig ang ITER, 33 libong metro kubiko ng tubig bawat araw ang kakailanganin.

Noong 1998, itinigil ng Estados Unidos ang pagpopondo sa pakikilahok nito sa proyekto. Matapos mamuno ang mga Republican at nagsimula ang mga rolling blackout sa California, inihayag ng administrasyong Bush ang pagtaas ng pamumuhunan sa enerhiya. Ang Estados Unidos ay hindi nilayon na lumahok sa internasyonal na proyekto at nakikibahagi sa sarili nitong thermonuclear na proyekto. Noong unang bahagi ng 2002, sinabi ng tagapayo ng teknolohiya ni Pangulong Bush na si John Marburger III na nagbago ang isip ng Estados Unidos at nilayon na bumalik sa proyekto.

Sa mga tuntunin ng bilang ng mga kalahok, ang proyekto ay maihahambing sa isa pang pangunahing internasyonal na pang-agham na proyekto - ang International Space Station. Ang halaga ng ITER, na dating umabot sa 8 bilyong dolyar, pagkatapos ay umabot sa mas mababa sa 4 na bilyon. Bilang resulta ng pag-alis ng Estados Unidos mula sa pakikilahok, napagpasyahan na bawasan ang kapangyarihan ng reaktor mula 1.5 GW hanggang 500 MW. Alinsunod dito, bumaba rin ang presyo ng proyekto.

Noong Hunyo 2002, ang symposium na "ITER Days in Moscow" ay ginanap sa kabisera ng Russia. Tinalakay nito ang mga teoretikal, praktikal at pang-organisasyon na mga problema ng muling pagbuhay sa proyekto, ang tagumpay na maaaring baguhin ang kapalaran ng sangkatauhan at bigyan ito ng isang bagong uri ng enerhiya, na maihahambing sa kahusayan at ekonomiya lamang sa enerhiya ng Araw.

Noong Hulyo 2010, inaprubahan ng mga kinatawan ng mga bansang kalahok sa internasyonal na thermonuclear reactor project na ITER ang badyet at iskedyul ng pagtatayo nito sa isang pambihirang pulong na ginanap sa Cadarache, France. .

Sa huling hindi pangkaraniwang pagpupulong, inaprubahan ng mga kalahok sa proyekto ang petsa ng pagsisimula para sa mga unang eksperimento sa plasma - 2019. Ang mga buong eksperimento ay pinlano para sa Marso 2027, bagama't hiniling ng pamamahala ng proyekto sa mga teknikal na espesyalista na subukang i-optimize ang proseso at simulan ang mga eksperimento sa 2026. Ang mga kalahok sa pagpupulong ay nagpasya din sa mga gastos sa paggawa ng reaktor, ngunit ang mga halagang binalak na gastusin sa paglikha ng instalasyon ay hindi isiniwalat. Ayon sa impormasyong natanggap ng editor ng portal ng ScienceNOW mula sa isang hindi pinangalanang pinagmulan, sa oras na magsimula ang mga eksperimento, ang halaga ng proyekto ng ITER ay maaaring umabot sa 16 bilyong euro.

Ang pulong sa Cadarache ay minarkahan din ang unang opisyal na araw ng pagtatrabaho para sa bagong direktor ng proyekto, ang Japanese physicist na si Osamu Motojima. Bago sa kanya, ang proyekto ay pinangunahan mula noong 2005 ng Japanese na si Kaname Ikeda, na nagnanais na umalis kaagad sa kanyang puwesto pagkatapos maaprubahan ang badyet at mga deadline ng konstruksiyon.

Ang ITER fusion reactor ay isang pinagsamang proyekto ng European Union, Switzerland, Japan, USA, Russia, South Korea, China at India. Ang ideya ng paglikha ng ITER ay isinasaalang-alang mula noong 80s ng huling siglo, gayunpaman, dahil sa mga problema sa pananalapi at teknikal, ang gastos ng proyekto ay patuloy na lumalaki, at ang petsa ng pagsisimula ng konstruksiyon ay patuloy na ipinagpaliban. Noong 2009, inaasahan ng mga eksperto na magsisimula ang paggawa sa reaktor sa 2010. Nang maglaon, inilipat ang petsang ito, at unang 2018 at pagkatapos ay 2019 ang pinangalanan bilang oras ng paglulunsad ng reaktor.

Ang mga reaksyon ng thermonuclear fusion ay mga reaksyon ng pagsasanib ng nuclei ng mga light isotopes upang bumuo ng isang mas mabigat na nucleus, na sinamahan ng isang malaking pagpapalabas ng enerhiya. Sa teorya, ang mga fusion reactor ay maaaring makagawa ng maraming enerhiya sa mababang halaga, ngunit sa ngayon ang mga siyentipiko ay gumugugol ng mas maraming enerhiya at pera upang simulan at mapanatili ang reaksyon ng pagsasanib.

Ang Thermonuclear fusion ay isang mura at environment friendly na paraan upang makagawa ng enerhiya. Ang walang kontrol na thermonuclear fusion ay nagaganap sa Araw sa bilyun-bilyong taon - ang helium ay nabuo mula sa mabigat na hydrogen isotope deuterium. Naglalabas ito ng napakalaking dami ng enerhiya. Gayunpaman, ang mga tao sa Earth ay hindi pa natutong kontrolin ang gayong mga reaksyon.

Ang ITER reactor ay gagamit ng hydrogen isotopes bilang gasolina. Sa panahon ng isang thermonuclear reaction, ang enerhiya ay inilalabas kapag ang mga magaan na atomo ay pinagsama sa mas mabibigat. Upang makamit ito, ang gas ay dapat na pinainit sa isang temperatura na higit sa 100 milyong degrees - mas mataas kaysa sa temperatura sa gitna ng Araw. Ang gas sa temperaturang ito ay nagiging plasma. Kasabay nito, ang mga atom ng hydrogen isotopes ay nagsasama, nagiging mga helium atom na may paglabas ng isang malaking bilang ng mga neutron. Ang isang planta ng kuryente na tumatakbo sa prinsipyong ito ay gagamit ng enerhiya ng mga neutron na pinabagal ng isang layer ng siksik na materyal (lithium).

Bakit nagtagal ang paglikha ng mga thermonuclear installation?

Bakit ang gayong mahalaga at mahalagang mga pag-install, ang mga benepisyo na tinalakay sa halos kalahating siglo, ay hindi pa nalikha? Mayroong tatlong pangunahing dahilan (tinalakay sa ibaba), ang una ay maaaring tawaging panlabas o panlipunan, at ang iba pang dalawa - panloob, iyon ay, tinutukoy ng mga batas at kondisyon ng pag-unlad ng thermonuclear energy mismo.

1. Sa loob ng mahabang panahon, pinaniniwalaan na ang problema ng praktikal na paggamit ng thermonuclear fusion na enerhiya ay hindi nangangailangan ng mga kagyat na desisyon at aksyon, dahil noong 80s ng huling siglo, ang mga mapagkukunan ng fossil fuel ay tila hindi mauubos, at ang mga problema sa kapaligiran at pagbabago ng klima ay nangyari. walang pakialam sa publiko. Noong 1976, sinubukan ng Fusion Energy Advisory Committee ng U.S. Department of Energy na tantyahin ang time frame para sa R&D at isang demonstration fusion power plant sa ilalim ng iba't ibang opsyon sa pagpopondo sa pananaliksik. Kasabay nito, natuklasan na ang dami ng taunang pagpopondo para sa pananaliksik sa direksyong ito ay ganap na hindi sapat, at kung ang umiiral na antas ng mga paglalaan ay pinananatili, ang paglikha ng mga thermonuclear installation ay hindi kailanman magiging matagumpay, dahil ang mga inilalaang pondo ay hindi tumutugma. kahit sa pinakamababa, kritikal na antas.

2. Ang isang mas malubhang balakid sa pag-unlad ng pananaliksik sa lugar na ito ay ang isang thermonuclear na pag-install ng uri na tinatalakay ay hindi maaaring gawin at ipakita sa maliit na sukat. Mula sa mga paliwanag na ipinakita sa ibaba, magiging malinaw na ang thermonuclear fusion ay nangangailangan ng hindi lamang magnetic confinement ng plasma, kundi pati na rin ng sapat na pag-init nito. Ang ratio ng ginugol at natanggap na enerhiya ay tumataas nang hindi bababa sa proporsyon sa parisukat ng mga linear na sukat ng pag-install, bilang isang resulta kung saan ang mga pang-agham at teknikal na kakayahan at mga bentahe ng thermonuclear installation ay maaaring masuri at maipakita lamang sa medyo malalaking istasyon, tulad ng bilang nabanggit na ITER reactor. Ang lipunan ay hindi handa na tustusan ang gayong malalaking proyekto hanggang sa magkaroon ng sapat na pagtitiwala sa tagumpay.

3. Ang pag-unlad ng thermonuclear energy ay naging napaka-kumplikado, gayunpaman (sa kabila ng hindi sapat na pondo at kahirapan sa pagpili ng mga sentro para sa paglikha ng JET at ITER installation), malinaw na pag-unlad ay naobserbahan sa mga nakaraang taon, kahit na ang isang operating station ay hindi pa nagagawa.

Ang modernong mundo ay nahaharap sa isang napakaseryosong hamon sa enerhiya, na mas tumpak na matatawag na "hindi tiyak na krisis sa enerhiya." Ang problema ay nauugnay sa katotohanan na ang mga reserba ng fossil fuel ay maaaring maubos sa ikalawang kalahati ng siglong ito. Bukod dito, ang pagsunog ng mga fossil fuel ay maaaring magresulta sa pangangailangan na kahit papaano ay i-sequester at "imbak" ang carbon dioxide na inilabas sa atmospera (ang CCS program na binanggit sa itaas) upang maiwasan ang malalaking pagbabago sa klima ng planeta.

Sa kasalukuyan, halos lahat ng enerhiya na natupok ng sangkatauhan ay nilikha sa pamamagitan ng pagsunog ng mga fossil fuel, at ang solusyon sa problema ay maaaring nauugnay sa paggamit ng solar energy o nuclear energy (ang paglikha ng mga fast breeder reactor, atbp.). Ang pandaigdigang problema na dulot ng lumalaking populasyon ng mga umuunlad na bansa at ang kanilang pangangailangan upang mapabuti ang mga pamantayan ng pamumuhay at dagdagan ang dami ng enerhiya na ginawa ay hindi malulutas sa batayan lamang ng mga pamamaraang ito, bagaman, siyempre, anumang mga pagtatangka upang bumuo ng mga alternatibong pamamaraan ng produksyon ng enerhiya. dapat hikayatin.

Sa mahigpit na pagsasalita, mayroon kaming maliit na pagpipilian ng mga diskarte sa pag-uugali at ang pagbuo ng thermonuclear na enerhiya ay napakahalaga, kahit na sa kabila ng kawalan ng garantiya ng tagumpay. Ang pahayagan ng Financial Times (na may petsang Enero 25, 2004) ay sumulat tungkol dito:

Inaasahan natin na walang mga malalaki at hindi inaasahang sorpresa sa landas sa pag-unlad ng thermonuclear energy. Sa kasong ito, sa loob ng humigit-kumulang 30 taon ay makakapagbigay tayo ng electric current mula dito sa mga network ng enerhiya sa unang pagkakataon, at sa loob lamang ng 10 taon ay magsisimulang gumana ang unang komersyal na thermonuclear power plant. Posible na sa ikalawang kalahati ng siglong ito, ang nuclear fusion energy ay magsisimulang palitan ang mga fossil fuel at unti-unting magsisimulang gumanap ng lalong mahalagang papel sa pagbibigay ng enerhiya sa sangkatauhan sa isang pandaigdigang saklaw.

Walang ganap na garantiya na ang gawain ng paglikha ng thermonuclear energy (bilang isang epektibo at malakihang mapagkukunan ng enerhiya para sa lahat ng sangkatauhan) ay matagumpay na makukumpleto, ngunit ang posibilidad ng tagumpay sa direksyon na ito ay medyo mataas. Isinasaalang-alang ang napakalaking potensyal ng mga istasyon ng thermonuclear, ang lahat ng mga gastos para sa mga proyekto para sa kanilang mabilis (at kahit na pinabilis) na pag-unlad ay maaaring ituring na makatwiran, lalo na dahil ang mga pamumuhunan na ito ay mukhang napakahinhin laban sa backdrop ng napakapangit na pandaigdigang merkado ng enerhiya ($4 trilyon bawat taon8). Ang pagtugon sa mga pangangailangan ng enerhiya ng sangkatauhan ay isang napakaseryosong problema. Habang ang mga fossil fuel ay nagiging hindi gaanong magagamit (at ang kanilang paggamit ay nagiging hindi kanais-nais), ang sitwasyon ay nagbabago, at hindi natin kayang hindi bumuo ng fusion energy.

Sa tanong na "Kailan lilitaw ang thermonuclear energy?" Si Lev Artsimovich (isang kinikilalang pioneer at pinuno ng pananaliksik sa larangang ito) ay minsang tumugon na "ito ay malilikha kapag ito ay naging tunay na kinakailangan para sa sangkatauhan"

Ang ITER ang magiging unang fusion reactor na makagawa ng mas maraming enerhiya kaysa sa natupok nito. Sinusukat ng mga siyentipiko ang katangiang ito gamit ang isang simpleng coefficient na tinatawag nilang "Q." Kung makamit ng ITER ang lahat ng mga layuning pang-agham nito, magbubunga ito ng 10 beses na mas maraming enerhiya kaysa sa kinokonsumo nito. Ang huling device na ginawa, ang Joint European Torus sa England, ay isang mas maliit na prototype fusion reactor na, sa mga huling yugto nito ng siyentipikong pananaliksik, ay nakakuha ng Q value na halos 1. Nangangahulugan ito na gumawa ito ng eksaktong kaparehong dami ng enerhiya na nakonsumo nito. . Higit pa rito ang ITER sa pamamagitan ng pagpapakita ng paglikha ng enerhiya mula sa pagsasanib at pagkamit ng Q value na 10. Ang ideya ay bumuo ng 500 MW mula sa konsumo ng enerhiya na humigit-kumulang 50 MW. Kaya, ang isa sa mga pang-agham na layunin ng ITER ay upang patunayan na ang isang halaga ng Q na 10 ay maaaring makamit.

Ang isa pang pang-agham na layunin ay ang ITER ay magkakaroon ng napakahabang oras ng "pagsunog" - isang pulso ng pinahabang tagal hanggang sa isang oras. Ang ITER ay isang research experimental reactor na hindi makakagawa ng enerhiya nang tuluy-tuloy. Kapag nagsimulang gumana ang ITER, ito ay naka-on sa loob ng isang oras, pagkatapos nito ay kailangan itong i-off. Mahalaga ito dahil hanggang ngayon ang mga tipikal na device na nilikha namin ay may kakayahang magkaroon ng burning time na ilang segundo o kahit ikasampu ng isang segundo - ito ang maximum. Ang "Joint European Torus" ay umabot sa Q value nito na 1 na may burn time na humigit-kumulang dalawang segundo na may haba ng pulso na 20 segundo. Ngunit ang isang proseso na tumatagal ng ilang segundo ay hindi tunay na permanente. Sa pamamagitan ng pagkakatulad sa pagsisimula ng makina ng kotse: saglit na pag-on sa makina at pagkatapos ay i-off ito ay hindi pa tunay na operasyon ng kotse. Tanging kapag nagmamaneho ka ng iyong sasakyan sa loob ng kalahating oras ay maaabot nito ang isang pare-parehong mode ng pagpapatakbo at ipapakita na ang naturang kotse ay talagang mapapatakbo.

Ibig sabihin, mula sa teknikal at siyentipikong pananaw, ang ITER ay magbibigay ng Q value na 10 at mas mataas na oras ng pagkasunog.

Ang thermonuclear fusion program ay tunay na internasyonal at malawak ang kalikasan. Umaasa na ang mga tao sa tagumpay ng ITER at iniisip ang susunod na hakbang - ang paggawa ng prototype ng pang-industriyang thermonuclear reactor na tinatawag na DEMO. Upang mabuo ito, kailangang gumana ang ITER. Dapat nating makamit ang ating mga layuning pang-agham dahil ito ay mangangahulugan na ang mga ideyang ating iniharap ay ganap na magagawa. Gayunpaman, sumasang-ayon ako na dapat mong palaging isipin kung ano ang susunod. Bilang karagdagan, habang tumatakbo ang ITER sa loob ng 25-30 taon, unti-unting lalalim at lalawak ang ating kaalaman, at mas tumpak nating maibabalangkas ang ating susunod na hakbang.

Sa katunayan, walang debate tungkol sa kung ang ITER ay dapat na isang tokamak. Ang ilang mga siyentipiko ay naglalagay ng tanong na medyo naiiba: dapat bang umiral ang ITER? Ang mga eksperto sa iba't ibang mga bansa, na bumubuo ng kanilang sarili, hindi masyadong malakihang mga proyektong thermonuclear, ay nagtalo na ang gayong malaking reaktor ay hindi kinakailangan.

Gayunpaman, ang kanilang opinyon ay hindi dapat ituring na may awtoridad. Ang mga physicist na nagtatrabaho sa mga toroidal traps sa loob ng ilang dekada ay kasangkot sa paglikha ng ITER. Ang disenyo ng pang-eksperimentong thermonuclear reactor sa Karadash ay batay sa lahat ng kaalaman na nakuha sa panahon ng mga eksperimento sa dose-dosenang mga nauna na tokamaks. At ang mga resultang ito ay nagpapahiwatig na ang reaktor ay dapat na isang tokamak, at isang malaking isa doon.

JET Sa ngayon, ang pinakamatagumpay na tokamak ay maaaring ituring na JET, na itinayo ng EU sa British town ng Abingdon. Ito ang pinakamalaking tokamak-type na reactor na nilikha hanggang ngayon, ang malaking radius ng plasma torus ay 2.96 metro. Ang lakas ng thermonuclear reaction ay umabot na sa higit sa 20 megawatts na may retention time na hanggang 10 segundo. Ang reactor ay nagbabalik ng halos 40% ng enerhiya na inilagay sa plasma.

Ito ang pisika ng plasma na tumutukoy sa balanse ng enerhiya, "sinabi ni Igor Semenov sa Infox.ru. Inilarawan ng associate professor ng MIPT kung ano ang balanse ng enerhiya gamit ang isang simpleng halimbawa: “Lahat tayo ay nakakita ng apoy. Sa katunayan, hindi kahoy ang nasusunog doon, kundi gas. Ang chain ng enerhiya doon ay ganito: ang gas ay nasusunog, ang kahoy ay uminit, ang kahoy ay sumingaw, ang gas ay nasusunog muli. Samakatuwid, kung magtapon tayo ng tubig sa apoy, bigla tayong kukuha ng enerhiya mula sa system para sa phase transition ng likidong tubig sa isang estado ng singaw. Magiging negatibo ang balanse at mamamatay ang apoy. May isa pang paraan - maaari nating kunin ang mga firebrand at ikalat ang mga ito sa kalawakan. Mamamatay din ang apoy. Ito ay pareho sa thermonuclear reactor na ginagawa namin. Ang mga sukat ay pinili upang lumikha ng isang naaangkop na positibong balanse ng enerhiya para sa reactor na ito. Sapat na upang magtayo ng isang tunay na planta ng nuclear power sa hinaharap, na nilulutas sa eksperimentong yugtong ito ang lahat ng mga problemang kasalukuyang nananatiling hindi nareresolba."

Ang mga sukat ng reaktor ay binago nang isang beses. Nangyari ito sa pagliko ng ika-20-21 na siglo, nang umatras ang Estados Unidos mula sa proyekto, at napagtanto ng natitirang mga miyembro na ang badyet ng ITER (sa oras na iyon ay tinatayang nasa 10 bilyong US dollars) ay masyadong malaki. Ang mga physicist at engineer ay kinailangan na bawasan ang gastos sa pag-install. At ito ay magagawa lamang dahil sa laki. Ang "redesign" ng ITER ay pinangunahan ng French physicist na si Robert Aymar, na dating nagtrabaho sa French Tore Supra tokamak sa Karadash. Ang panlabas na radius ng plasma torus ay nabawasan mula 8.2 hanggang 6.3 metro. Gayunpaman, ang mga panganib na nauugnay sa pagbawas sa laki ay bahagyang nabayaran ng maraming karagdagang superconducting magnet, na naging posible na ipatupad ang plasma confinement mode, na bukas at pinag-aralan sa oras na iyon.

Ang ITER (ITER, International Thermonuclear Experimental Reactor, "International Experimental Thermonuclear Reactor") ay isang malakihang siyentipiko at teknikal na proyekto na naglalayong bumuo ng unang internasyonal na eksperimentong thermonuclear reactor.

Ipinatupad ng pitong pangunahing kasosyo (European Union, India, China, Republic of Korea, Russia, USA, Japan) sa Cadarache (Provence-Alpes-Côte d'Azur region, France). Ang ITER ay batay sa isang pag-install ng tokamak (pinangalanan sa mga unang titik nito: isang toroidal chamber na may magnetic coils), na itinuturing na pinaka-promising na device para sa pagsasagawa ng kinokontrol na thermonuclear fusion. Ang unang tokamak ay itinayo sa Unyong Sobyet noong 1954.

Ang layunin ng proyekto ay upang ipakita na ang fusion energy ay maaaring gamitin sa isang pang-industriya na sukat. Ang ITER ay dapat makabuo ng enerhiya sa pamamagitan ng isang fusion reaction na may mabibigat na hydrogen isotopes sa temperaturang higit sa 100 milyong degrees.

Ipinapalagay na ang 1 g ng gasolina (isang pinaghalong deuterium at tritium) na gagamitin sa pag-install ay magbibigay ng parehong halaga ng enerhiya bilang 8 tonelada ng langis. Ang tinantyang thermonuclear power ng ITER ay 500 MW.

Sinasabi ng mga eksperto na ang isang reactor ng ganitong uri ay mas ligtas kaysa sa kasalukuyang mga nuclear power plant (NPP), at ang tubig-dagat ay maaaring magbigay ng gasolina para dito sa halos walang limitasyong dami. Kaya, ang matagumpay na pagpapatupad ng ITER ay magbibigay ng hindi mauubos na pinagmumulan ng enerhiyang pangkalikasan.

Kasaysayan ng proyekto

Ang konsepto ng reactor ay binuo sa Institute of Atomic Energy na pinangalanan. I.V.Kurchatov. Noong 1978, ipinasa ng USSR ang ideya ng pagpapatupad ng proyekto sa International Atomic Energy Agency (IAEA). Ang isang kasunduan upang ipatupad ang proyekto ay naabot noong 1985 sa Geneva sa panahon ng negosasyon sa pagitan ng USSR at USA.

Ang programa ay kalaunan ay inaprubahan ng IAEA. Noong 1987, natanggap ng proyekto ang kasalukuyang pangalan nito, at noong 1988, nilikha ang isang namumunong katawan - ang Konseho ng ITER. Noong 1988-1990 Ang mga siyentipiko at inhinyero ng Sobyet, Amerikano, Hapon at Europa ay nagsagawa ng isang konseptwal na pag-aaral ng proyekto.

Noong Hulyo 21, 1992, sa Washington, EU, Russia, USA at Japan ay pumirma ng isang kasunduan sa pagbuo ng teknikal na proyekto ng ITER, na natapos noong 2001. Noong 2002-2005. Sumali sa proyekto ang South Korea, China at India. Ang kasunduan sa pagtatayo ng unang internasyonal na pang-eksperimentong fusion reactor ay nilagdaan sa Paris noong Nobyembre 21, 2006.

Pagkalipas ng isang taon, noong Nobyembre 7, 2007, isang kasunduan ang nilagdaan sa construction site ng ITER, ayon sa kung saan ang reaktor ay matatagpuan sa France, sa Cadarache nuclear center malapit sa Marseille. Ang control at data processing center ay matatagpuan sa Naka (Ibaraki Prefecture, Japan).

Ang paghahanda ng lugar ng pagtatayo sa Cadarache ay nagsimula noong Enero 2007, at ang buong konstruksyon ay nagsimula noong 2013. Ang complex ay matatagpuan sa isang lugar na 180 ektarya. Ang reaktor, na may taas na 60 m at tumitimbang ng 23 libong tonelada, ay matatagpuan sa isang site na 1 km ang haba at 400 m ang lapad ay pinag-ugnay ng International Organization ITER, na nilikha noong Oktubre 2007.

Ang halaga ng proyekto ay tinatantya sa 15 bilyong euro, kung saan ang EU (sa pamamagitan ng Euratom) ay nagkakahalaga ng 45.4%, at anim na iba pang kalahok (kabilang ang Russian Federation) ay nag-aambag ng 9.1% bawat isa. Mula noong 1994, ang Kazakhstan ay nakikilahok din sa proyekto sa ilalim ng quota ng Russia.

Ang mga elemento ng reactor ay ihahatid sa pamamagitan ng barko sa baybayin ng Mediterranean ng France at mula doon ay dadalhin ng mga espesyal na caravan patungo sa rehiyon ng Cadarache. Sa layuning ito, noong 2013, ang mga seksyon ng mga umiiral na kalsada ay makabuluhang muling nilagyan, ang mga tulay ay pinalakas, ang mga bagong tawiran at mga riles na may partikular na malalakas na ibabaw ay itinayo. Sa panahon mula 2014 hanggang 2019, hindi bababa sa tatlong dosenang mga super-heavy na tren sa kalsada ang dapat dumaan sa pinatibay na kalsada.

Ang mga sistema ng diagnostic ng plasma para sa ITER ay bubuo sa Novosibirsk. Ang isang kasunduan tungkol dito ay nilagdaan noong Enero 27, 2014 ng direktor ng International Organization ITER Osamu Motojima at ang pinuno ng pambansang ahensya ng ITER sa Russian Federation na si Anatoly Krasilnikov.

Ang pagbuo ng isang diagnostic complex sa loob ng balangkas ng bagong kasunduan ay isinasagawa sa batayan ng Physico-Technical Institute na pinangalanan. A.F. Ioffe Russian Academy of Sciences.

Inaasahan na ang reaktor ay papasok sa operasyon sa 2020, ang unang nuclear fusion reaksyon ay isasagawa dito nang hindi mas maaga kaysa sa 2027. Sa 2037 ito ay binalak upang makumpleto ang eksperimentong bahagi ng proyekto at sa 2040 upang lumipat sa produksyon ng kuryente . Ayon sa mga paunang pagtataya ng mga eksperto, ang pang-industriya na bersyon ng reaktor ay magiging handa nang hindi mas maaga kaysa sa 2060, at ang isang serye ng mga reaktor ng ganitong uri ay maaari lamang malikha sa pagtatapos ng ika-21 siglo.

CADARACHE (France), Mayo 25 - RIA Novosti, Victoria Ivanova. Ang timog ng France ay kadalasang nauugnay sa mga pista opisyal sa Cote d'Azur, lavender field at Cannes Festival, ngunit hindi sa agham, kahit na ang "konstruksyon ng siglo" ay nangyayari malapit sa Marseille sa loob ng ilang taon na ngayon - isang internasyonal na thermonuclear ang experimental reactor (ITER) ay itinatayo malapit sa Cadarache research center.

Nalaman ng isang koresponden ng RIA Novosti kung paano umuusad ang pinakamalaking konstruksyon sa mundo ng isang one-of-a-kind installation at kung anong uri ng mga tao ang gumagawa ng "prototype of the Sun" na may kakayahang makabuo ng 7 bilyong kilowatt-hours ng enerhiya bawat taon.

Sa una, ang internasyonal na thermonuclear experimental reactor project ay tinawag na ITER, isang acronym para sa International Thermonuclear Experimental Reactor. Gayunpaman, nang maglaon ay lumitaw ang isang mas magandang interpretasyon para sa pangalan: ang pangalan ng proyekto ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagsasalin ng salitang Latin na iter - "landas", at ang ilang mga bansa ay nagsimulang maingat na lumayo sa pagbanggit ng salitang "reaktor" upang hindi upang pukawin ang mga asosasyon na may panganib at radiation sa isipan ng mga mamamayan.

Ang buong mundo ay gumagawa ng bagong reaktor. Sa ngayon, ang Russia, India, Japan, China, South Korea at United States, pati na rin ang European Union, ay nakikilahok sa proyekto. Ang mga Europeo, na kumikilos bilang isang solong grupo, ay may pananagutan sa pagpapatupad ng 46% ng proyekto, ang bawat isa sa iba pang mga kalahok na bansa ay kumuha ng 9%.

Upang gawing simple ang sistema ng mutual settlements, isang espesyal na pera ang naimbento sa loob ng organisasyon - ang ITER unit ng account - IUA. Ang lahat ng mga kasunduan sa pagbibigay ng mga bahagi ng mga kalahok ay isinasagawa sa mga yunit na ito. Kaya, ang resulta ng konstruksiyon ay naging independyente sa mga pagbabago sa pambansang halaga ng palitan ng pera at ang halaga ng paggawa ng mga bahagi sa bawat partikular na bansa.

Para sa pamumuhunan na ito, na ipinahayag hindi sa pera, ngunit sa mga bahagi ng pag-install sa hinaharap, ang mga kalahok ay tumatanggap ng ganap na access sa buong hanay ng mga teknolohiyang kasangkot sa ITER. Kaya, ang "International School for the Creation of Thermonuclear Reactor" ay kasalukuyang itinatayo sa France.

"Ang Pinakamainit na Bagay sa Solar System"

Ang mga mamamahayag, at maging ang mga empleyado mismo ng ITER, ay madalas na ihambing ang proyekto sa Araw na medyo mahirap na magkaroon ng isa pang asosasyon para sa pag-install ng thermonuclear. Ang pinuno ng isa sa mga dibisyon ng International ITER Organization, Mario Merola, ay nagawa, na tinawag ang reactor na "pinakamainit na bagay sa ating Solar System."

"Ang temperatura sa loob ng aparato ay magiging mga 150 milyong degrees Celsius, na 10 beses na mas mataas kaysa sa temperatura ng core ng Araw Ang magnetic field ng pag-install ay magiging mga 200 libong beses na mas mataas kaysa sa mismong Earth," sabi ni Mario tungkol sa proyekto.

Ang ITER ay batay sa isang sistema ng tokamak - mga toroidal chamber na may magnetic coils. Ang ideya ng magnetic confinement ng high-temperature plasma ay binuo at teknolohikal na ipinatupad sa unang pagkakataon sa mundo sa Kurchatov Institute sa kalagitnaan ng huling siglo. Ang Russia, na siyang pinagmulan ng proyekto, bukod sa iba pang mga bahagi, ay gumagawa ng isa sa mga pinakamahalagang bahagi ng pag-install, ang "puso ng ITER" - ang superconducting magnetic system. Binubuo ito ng iba't ibang uri ng superconductor na naglalaman ng sampu-sampung libong filament na may espesyal na nanostructure.

Upang lumikha ng ganoong malakihang sistema, daan-daang tonelada ng naturang mga superconductor ang kinakailangan. Anim sa pitong kalahok na bansa ang kasangkot sa kanilang produksyon. Kabilang sa mga ito ang Russia, na nagsusuplay ng mga superconductor batay sa niobium-titanium at niobium-tin alloys, na naging isa sa mga pinakamahusay sa mundo. Ang paggawa ng mga materyales na ito sa Russia ay isinasagawa ng mga negosyo ng Rosatom at ng Kurchatov Institute.

© Larawan: kagandahang-loob ng ITER Organization

© Larawan: kagandahang-loob ng ITER Organization

Mga karaniwang paghihirap

Gayunpaman, ang Russia at China, na tinutupad ang kanilang mga obligasyon sa oras, nang hindi sinasadya ay naging mga hostage ng iba pang mga kalahok sa proyekto na hindi palaging namamahala upang makumpleto ang kanilang bahagi ng trabaho sa oras. Ang pagiging tiyak ng proyekto ng ITER ay ang malapit na pakikipag-ugnayan ng lahat ng mga partido, at samakatuwid ang lag ng alinmang bansa ay humahantong sa katotohanan na ang buong proyekto ay nagsisimulang "madulas".

Upang maitama ang sitwasyon, nagpasya ang bagong pinuno ng organisasyon ng ITER na si Bernard Bigot na baguhin ang time frame ng proyekto. Isang bagong bersyon ng iskedyul - inaasahang maging mas makatotohanan - ay ipapakita sa Nobyembre.

Kasabay nito, hindi isinasantabi ni Bigo ang muling pamimigay ng trabaho sa pagitan ng mga kalahok.

“I would be glad if there were no delays at all But I must admit that in some areas the implementation of our global project has encountered difficulties bukas ako sa anumang solusyon maliban sa pagbabawas ng kapasidad ng ITER anumang bagay sa muling pamamahagi ng trabaho na masama, ngunit ang isyung ito ay dapat na seryosong talakayin," sabi ng pangkalahatang direktor ng organisasyon.

Sinabi ni Bigo na ang gawain sa paglikha ng ITER ay isinasagawa ng daan-daang kumpanya at organisasyon mula sa pitong kalahok na bansa. “You can’t just snap your fingers and execute the plan Inisip ng lahat na madali lang matugunan ang mga deadline salamat sa magandang loob at mabuting hangarin na ngayon ay naiintindihan namin na kung walang mahigpit na pamamahala ay walang mangyayari,” Bigo emphasized.

Ayon sa kanya, ang mga paghihirap sa pagtatayo ng ITER ay sanhi ng pagkakaiba sa mga kultura ng mga kalahok na bansa, at ang katotohanan na walang katulad na mga proyekto sa mundo bago, kaya maraming mga mekanismo at pag-install na ginawa sa unang pagkakataon ay nangangailangan ng karagdagang mga pagsubok at sertipikasyon mula sa mga regulator, na nangangailangan ng karagdagang oras .

Isa sa mga panukala ng iminungkahing "mahigpit na pamamahala" ni Bigot ay ang paglikha ng isa pang katawan ng pamamahala, na kinabibilangan ng mga direktor ng mga pambansang ahensya at isang direktor heneral. Ang mga desisyon ng katawan na ito ay may bisa para sa lahat ng kalahok sa proyekto - umaasa si Bigot na ito ay magpapasigla sa proseso ng pakikipag-ugnayan.

© Larawan

"Pagbuo ng siglo"

Samantala, isang malaking proyekto sa pagtatayo ang isinasagawa sa teritoryo ng ITER. Ang “puso” ng pasilidad—ang tokamak mismo at opisina—ay sasakupin ang isang lugar na may sukat na isang kilometro sa 400 metro.

Ang isang hukay na 20 metro ang lalim ay hinukay para sa reaktor, sa ilalim kung saan ang mga kabit at iba pang mga sangkap na kinakailangan sa yugtong ito ay dinadala kasama ang makinis na salamin na aspalto. Una, ang mga segment ng dingding ay pinagsama nang pahalang, na nagkokonekta sa mga istruktura ng metal na may mga espesyal na plato. Pagkatapos, sa tulong ng apat na construction crane, sa wakas ay inilagay sila sa nais na posisyon.

Lumipas ang ilang taon, at hindi na makikilala ang site. Sa halip na isang malaking butas sa platform, isang colossus na humigit-kumulang sa laki ng Bolshoi Theater ang tataas sa itaas nito - mga 40 metro ang taas.

Sa isang lugar sa site, ang konstruksiyon ay hindi pa nagsisimula - at dahil dito, ang ibang mga bansa ay hindi maaaring tumpak na kalkulahin ang oras ng paghahatid para sa mga bahagi ng isang thermonuclear reactor, at sa isang lugar na ito ay nakumpleto na. Sa partikular, ang punong-tanggapan ng ITER, ang gusali para sa paikot-ikot na poloidal coils ng magnetic system, ang power substation, at ilang iba pang mga auxiliary na gusali ay handa na para sa operasyon.

"Ang kaligayahan ay nakasalalay sa patuloy na kaalaman sa hindi alam"

Sa panahong hindi sikat at iginagalang ang gawaing siyentipiko sa lahat ng dako, pinagsama-sama ng ITER ang 500 siyentipiko, inhinyero at kinatawan ng maraming iba pang mga espesyalidad mula sa iba't ibang bansa sa plataporma nito. Ang mga espesyalistang ito ay mga tunay na nangangarap at dedikadong mga tao, tulad ng mga Strugatsky, "tinanggap nila ang working hypothesis na ang kaligayahan ay nakasalalay sa patuloy na kaalaman sa hindi alam at ang kahulugan ng buhay ay nasa pareho."

Ngunit ang mga kondisyon ng pamumuhay para sa mga empleyado ng proyekto ay sa panimula ay naiiba sa mga nasa NIICHAVO - ang Research Institute of Witchcraft and Wizardry - kung saan nagtrabaho ang mga bayani ng kuwento ng mga manunulat ng science fiction ng Soviet na "Monday Begins on Saturday". Walang mga hostel para sa mga dayuhan sa teritoryo ng ITER - lahat sila ay umuupa ng pabahay sa mga nayon at kalapit na bayan.

Sa loob ng isa sa mga naitayo nang mga gusali, bilang karagdagan sa lugar ng trabaho, mayroong isang malaking kantina, kung saan ang mga empleyado ng proyekto ay maaaring magkaroon ng meryenda o isang masaganang tanghalian para sa isang napakakaunting halaga. Palaging mayroong mga pagkaing pambansang lutuin sa menu, maging ito ay Japanese noodles o Italian minestrone.

Sa entrance ng dining room ay may notice board. Naglalaman ito ng mga alok para sa magkasanib na pagrenta ng mga apartment at "Mga klaseng Pranses, mataas ang kalidad at mura." Isang puting papel ang ipinapakita - "Ang Cadarache Choir ay nagre-recruit ng mga kalahok. Bilang karagdagan sa koro, ang pagbuo ng kung saan ay hindi pa nakumpleto, ang mga kawani ng proyekto ay nag-organisa din ng kanilang sariling orkestra. Ang Ruso na si Evgeniy Veshchev, na ilang taon nang nagtatrabaho sa Cadarache, ay tumutugtog din ng saxophone.

Daan patungo sa Araw

"Paano kami nakatira dito? Nagtratrabaho kami, nag-eensayo, naglalaro minsan sa dagat at sa kabundukan, hindi malayo dito," sabi ni Evgeniy "Siyempre, nami-miss ko ang Russia ay hindi ang aking unang pangmatagalang paglalakbay sa ibang bansa, nasanay na ako."

Si Evgeniy ay isang physicist at kasangkot sa pagsasama ng mga diagnostic system sa proyekto.

"Simula noong mga araw ng aking pag-aaral, na-inspire ako sa proyekto ng ITER, ang mga pagkakataon at mga prospect na naghihintay, may pakiramdam na ang hinaharap ay nasa likod nito, Gayunpaman, ang aking landas dito ay matinik, tulad ng marami pang iba hindi masyadong magaling sa pera, naisip ko pa ngang umalis sa agham para sa negosyo, magbukas ng sarili kong bagay Ngunit nagpunta ako sa isang paglalakbay sa negosyo, pagkatapos ay isa pa Kaya, sampung taon pagkatapos kong unang marinig ang tungkol sa ITER, napunta ako sa France. sa isang proyekto,” sabi ng physicist .

Ayon sa siyentipikong Ruso, "ang bawat empleyado ay may sariling kuwento ng pagpasok sa proyekto." Anuman ang "mga daan patungo sa Araw" ng mga tagasunod nito, kahit na pagkatapos ng pinakamaikling pag-uusap sa sinuman sa kanila ay nagiging malinaw na ang mga tagahanga ng kanilang mga bapor ay nagtatrabaho dito.

Halimbawa, ang American Mark Henderson ay isang espesyalista sa plasma heating sa ITER. Dumating siya sa pulong - maikli ang buhok, tuyo, may suot na salamin - sa pagkukunwari ng isa sa mga tagapagtatag ng Apple, si Steve Jobs. Itim na sando, kupas na maong, sneakers. Napag-alaman na ang kakaibang pagkakalapit nina Henderson at Jobs ay hindi limitado sa panlabas na pagkakatulad: pareho silang nangangarap, na inspirasyon ng ideya na baguhin ang mundo sa kanilang imbensyon.

"Kami, bilang sangkatauhan, ay lalong umaasa sa mga mapagkukunan at walang ginagawa kundi ang ubusin ang mga ito ay katumbas ba ng kolektibong katalinuhan ng isang mangkok ng lebadura Kailangan nating magsimulang mangarap muli? Kumbinsido si Henderson.

At iniisip nila, nangangarap, at binibigyang-buhay ang pinakahindi kapani-paniwala at kamangha-manghang mga ideya. At walang mga isyu sa agenda ng patakarang panlabas ang maaaring makagambala sa gawain ng mga siyentipiko: ang mga hindi pagkakasundo ay malapit nang magwakas, at ang init na nakuha bilang resulta ng isang thermonuclear na reaksyon ay magpapainit sa lahat, anuman ang kontinente at estado.

Ang sangkatauhan ay unti-unting lumalapit sa hangganan ng hindi maibabalik na pagkaubos ng mga mapagkukunan ng hydrocarbon ng Earth. Kami ay kumukuha ng langis, gas at karbon mula sa bituka ng planeta sa loob ng halos dalawang siglo, at malinaw na ang kanilang mga reserba ay nauubos sa napakabilis na bilis. Ang mga nangungunang bansa sa mundo ay matagal nang nag-iisip tungkol sa paglikha ng isang bagong mapagkukunan ng enerhiya, kapaligiran friendly, ligtas mula sa punto ng view ng operasyon, na may napakalaking reserbang gasolina.

Fusion reactor

Ngayon ay maraming usapan tungkol sa paggamit ng tinatawag na mga alternatibong uri ng enerhiya - nababagong pinagkukunan sa anyo ng photovoltaics, wind energy at hydropower. Malinaw na, dahil sa kanilang mga pag-aari, ang mga direksyon na ito ay maaari lamang kumilos bilang mga pantulong na mapagkukunan ng supply ng enerhiya.

Bilang isang pangmatagalang pag-asa para sa sangkatauhan, tanging ang enerhiya batay sa mga reaksyong nuklear ang maaaring isaalang-alang.

Sa isang banda, parami nang paraming estado ang nagpapakita ng interes sa pagtatayo ng mga nuclear reactor sa kanilang teritoryo. Ngunit gayon pa man, ang isang matinding problema para sa nuclear energy ay ang pagproseso at pagtatapon ng radioactive na basura, at ito ay nakakaapekto sa pang-ekonomiya at kapaligiran na mga tagapagpahiwatig. Bumalik sa kalagitnaan ng ika-20 siglo, ang mga nangungunang physicist sa mundo, sa paghahanap ng mga bagong uri ng enerhiya, ay bumaling sa pinagmumulan ng buhay sa Earth - ang Araw, sa kalaliman kung saan, sa temperatura na halos 20 milyong degree, ang mga reaksyon. ng synthesis (fusion) ng mga light elements ay nagaganap sa pagpapalabas ng napakalaking enerhiya.

Pinangangasiwaan ng mga domestic specialist ang gawain ng pagbuo ng pasilidad para sa pagpapatupad ng mga reaksyon ng pagsasanib ng nukleyar sa ilalim ng mga kondisyong panlupa na pinakamaganda sa lahat. Ang kaalaman at karanasan sa larangan ng kinokontrol na thermonuclear fusion (CTF), na nakuha sa Russia, ay nabuo ang batayan ng proyekto, na kung saan ay, nang walang pagmamalabis, ang pag-asa ng enerhiya ng sangkatauhan - ang International Experimental Thermonuclear Reactor (ITER), na ginagawa. itinayo sa Cadarache (France).

Kasaysayan ng thermonuclear fusion

Ang unang thermonuclear na pananaliksik ay nagsimula sa mga bansang nagtatrabaho sa kanilang mga programa sa pagtatanggol ng atomic. Hindi ito nakakagulat, dahil sa bukang-liwayway ng panahon ng atomic, ang pangunahing layunin ng paglitaw ng mga deuterium plasma reactor ay ang pag-aaral ng mga pisikal na proseso sa mainit na plasma, ang kaalaman kung saan kinakailangan, bukod sa iba pang mga bagay, para sa paglikha ng mga sandatang thermonuclear. . Ayon sa declassified data, nagsimula ang USSR at USA nang halos sabay-sabay noong 1950s. magtrabaho sa UTS. Ngunit, sa parehong oras, mayroong makasaysayang ebidensya na noong 1932, ang matandang rebolusyonaryo at malapit na kaibigan ng pinuno ng pandaigdigang proletaryado na si Nikolai Bukharin, na sa oras na iyon ay humawak sa posisyon ng chairman ng komite ng Supreme Economic Council at sumunod sa pag-unlad ng agham ng Sobyet, iminungkahi na maglunsad ng isang proyekto sa bansa upang pag-aralan ang kinokontrol na mga reaksyong thermonuclear.

Ang kasaysayan ng proyektong thermonuclear ng Sobyet ay hindi walang nakakatuwang katotohanan. Ang hinaharap na sikat na akademiko at tagalikha ng bomba ng hydrogen, si Andrei Dmitrievich Sakharov, ay inspirasyon ng ideya ng magnetic thermal insulation ng mataas na temperatura na plasma mula sa isang liham mula sa isang sundalo ng hukbo ng Sobyet. Noong 1950, si Sergeant Oleg Lavrentyev, na nagsilbi sa Sakhalin, ay nagpadala ng liham sa Komite Sentral ng All-Union Communist Party kung saan iminungkahi niya ang paggamit ng lithium-6 deuteride sa halip na liquefied deuterium at tritium sa isang hydrogen bomb, at lumikha din ng isang sistema na may electrostatic confinement ng mainit na plasma upang isakatuparan ang kinokontrol na thermonuclear fusion. Ang liham ay sinuri ng noo'y batang siyentipiko na si Andrei Sakharov, na sumulat sa kanyang pagsusuri na "isinasaalang-alang niya na kinakailangan na magkaroon ng isang detalyadong talakayan sa proyekto ni Kasamang Lavrentiev."

Noong Oktubre 1950, si Andrei Sakharov at ang kanyang kasamahan na si Igor Tamm ay gumawa ng mga unang pagtatantya ng isang magnetic thermonuclear reactor (MTR). Ang unang pag-install ng toroidal na may isang malakas na longitudinal magnetic field, batay sa mga ideya ng I. Tamm at A. Sakharov, ay itinayo noong 1955 sa LIPAN. Tinawag itong TMP - isang torus na may magnetic field. Ang mga kasunod na pag-install ay tinawag nang TOKAMAK, pagkatapos ng kumbinasyon ng mga unang pantig sa pariralang "TORIDAL CHAMBER MAGNETIC COIL". Sa klasikong bersyon nito, ang tokamak ay isang toroidal chamber na hugis donut na inilagay sa isang toroidal magnetic field. Mula 1955 hanggang 1966 Sa Kurchatov Institute, 8 tulad ng mga pag-install ang itinayo, kung saan maraming iba't ibang pag-aaral ang isinagawa. Kung bago ang 1969, ang isang tokamak ay itinayo sa labas ng USSR lamang sa Australia, pagkatapos ay sa kasunod na mga taon ay itinayo sila sa 29 na bansa, kabilang ang USA, Japan, European na bansa, India, China, Canada, Libya, Egypt. Sa kabuuan, humigit-kumulang 300 tokamaks ang naitayo sa mundo hanggang sa kasalukuyan, kabilang ang 31 sa USSR at Russia, 30 sa USA, 32 sa Europa at 27 sa Japan. Sa katunayan, tatlong bansa - ang USSR, Great Britain at USA - ay nakikibahagi sa isang hindi nasabi na kumpetisyon upang makita kung sino ang mauunang gumamit ng plasma at aktwal na magsimulang gumawa ng enerhiya "mula sa tubig."

Ang pinakamahalagang bentahe ng isang thermonuclear reactor ay ang pagbawas sa radiation biological hazard ng humigit-kumulang isang libong beses kumpara sa lahat ng modernong nuclear power reactors.

Ang isang thermonuclear reactor ay hindi naglalabas ng CO2 at hindi gumagawa ng "mabigat" na radioactive na basura. Ang reactor na ito ay maaaring i-install kahit saan, kahit saan.

Isang hakbang ng kalahating siglo

Noong 1985, iminungkahi ng akademikong si Evgeniy Velikhov, sa ngalan ng USSR, na ang mga siyentipiko mula sa Europa, USA at Japan ay nagtutulungan upang lumikha ng isang thermonuclear reactor, at noong 1986 sa Geneva isang kasunduan ang naabot sa disenyo ng pag-install, na kalaunan nakatanggap ng pangalang ITER. Noong 1992, ang mga kasosyo ay pumirma ng isang quadripartite na kasunduan upang bumuo ng isang disenyo ng engineering para sa reaktor. Ang unang yugto ng konstruksiyon ay naka-iskedyul na makumpleto sa pamamagitan ng 2020, kapag ito ay binalak upang makatanggap ng unang plasma. Noong 2011, nagsimula ang tunay na konstruksyon sa ITER site.

Ang disenyo ng ITER ay sumusunod sa klasikong Russian tokamak, na binuo noong 1960s. Ito ay pinlano na sa unang yugto ang reaktor ay magpapatakbo sa isang pulsed mode na may lakas ng thermonuclear reactions na 400-500 MW, sa pangalawang yugto ang tuluy-tuloy na operasyon ng reaktor, pati na rin ang tritium reproduction system, ay susuriin. .

Ito ay hindi para sa wala na ang ITER reactor ay tinatawag na enerhiya hinaharap ng sangkatauhan. Una, ito ang pinakamalaking siyentipikong proyekto sa mundo, dahil sa France ito ay itinatayo ng halos buong mundo: ang EU + Switzerland, China, India, Japan, South Korea, Russia at USA ay nakikilahok. Ang kasunduan sa pagtatayo ng pag-install ay nilagdaan noong 2006. Ang mga bansang Europeo ay nag-aambag ng humigit-kumulang 50% ng financing ng proyekto, ang Russia ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang 10% ng kabuuang halaga, na mamumuhunan sa anyo ng mga high-tech na kagamitan. Ngunit ang pinakamahalagang kontribusyon ng Russia ay ang teknolohiyang tokamak mismo, na naging batayan ng ITER reactor.

Pangalawa, ito ang magiging unang malakihang pagtatangka na gamitin ang thermonuclear reaction na nangyayari sa Araw upang makabuo ng kuryente. Pangatlo, ang gawaing pang-agham na ito ay dapat magdala ng napakapraktikal na mga resulta, at sa pagtatapos ng siglo inaasahan ng mundo ang paglitaw ng unang prototype ng isang komersyal na planta ng thermonuclear power.

Ipinapalagay ng mga siyentipiko na ang unang plasma sa internasyonal na pang-eksperimentong thermonuclear reactor ay gagawin sa Disyembre 2025.

Bakit literal na nagsimulang magtayo ng gayong reaktor ang buong pamayanang siyentipiko sa daigdig? Ang katotohanan ay ang maraming mga teknolohiya na binalak na gamitin sa pagtatayo ng ITER ay hindi nabibilang sa lahat ng mga bansa nang sabay-sabay. Ang isang estado, kahit na ang pinaka-mataas na binuo sa mga terminong pang-agham at teknikal, ay hindi maaaring agad na magkaroon ng isang daang teknolohiya ng pinakamataas na antas ng mundo sa lahat ng larangan ng teknolohiya na ginagamit sa naturang high-tech at breakthrough na proyekto bilang isang thermonuclear reactor. Ngunit ang ITER ay binubuo ng daan-daang katulad na teknolohiya.

Nalampasan ng Russia ang pandaigdigang antas sa maraming teknolohiya ng thermonuclear fusion. Ngunit, halimbawa, ang mga Japanese nuclear scientist ay mayroon ding mga natatanging kakayahan sa lugar na ito, na medyo naaangkop sa ITER.

Samakatuwid, sa pinakadulo simula ng proyekto, ang mga kasosyong bansa ay nagkaroon ng mga kasunduan tungkol sa kung sino at ano ang ibibigay sa site, at na hindi lamang ito dapat maging kooperasyon sa engineering, ngunit isang pagkakataon para sa bawat isa sa mga kasosyo na makatanggap ng mga bagong teknolohiya. mula sa iba pang mga kalahok, upang sa hinaharap ay paunlarin sila ng iyong sarili.

Andrey Retinger, internasyonal na mamamahayag

Laser,

Sinasabi namin na ilalagay namin ang araw sa isang kahon. Ang ideya ay maganda. Ang problema ay hindi namin alam kung paano gawin ang kahon.

Pierre-Gilles de Gennes
French Nobel laureate

Ang lahat ng mga elektronikong aparato at makina ay nangangailangan ng enerhiya at ang sangkatauhan ay gumagamit ng marami nito. Ngunit ang mga fossil fuel ay nauubusan, at ang alternatibong enerhiya ay hindi pa sapat na epektibo.
Mayroong isang paraan ng pagkuha ng enerhiya na perpektong nababagay sa lahat ng mga kinakailangan - Thermonuclear fusion. Ang reaksyon ng thermonuclear fusion (ang conversion ng hydrogen sa helium at ang pagpapalabas ng enerhiya) ay patuloy na nangyayari sa araw at ang prosesong ito ay nagbibigay ng enerhiya sa planeta sa anyo ng mga solar ray. Kailangan mo lang itong gayahin sa Earth, sa mas maliit na sukat. Ito ay sapat na upang magbigay ng mataas na presyon at napakataas na temperatura (10 beses na mas mataas kaysa sa Araw) at ang reaksyon ng pagsasanib ay ilulunsad. Upang lumikha ng ganitong mga kondisyon, kailangan mong bumuo ng isang thermonuclear reactor. Ito ay gagamit ng mas maraming mapagkukunan sa lupa, magiging mas ligtas at mas makapangyarihan kaysa sa maginoo na mga nuclear power plant. Para sa higit sa 40 taon, ang mga pagtatangka ay ginawa upang bumuo nito at mga eksperimento ay isinagawa. Sa mga nagdaang taon, ang isa sa mga prototype ay nakakuha pa ng mas maraming enerhiya kaysa sa ginastos. Ang pinaka-ambisyoso na mga proyekto sa lugar na ito ay ipinakita sa ibaba:

Mga proyekto ng gobyerno

Ang pinakadakilang pansin ng publiko ay kamakailan lamang ay ibinigay sa isa pang disenyo ng thermonuclear reactor - ang Wendelstein 7-X stellarator (ang stellarator ay mas kumplikado sa panloob na istraktura nito kaysa sa ITER, na isang tokamak). Nang gumastos ng kaunti sa $1 bilyon, ang mga German scientist ay nagtayo ng pinaliit na modelo ng demonstrasyon ng reaktor sa loob ng 9 na taon pagsapit ng 2015. Kung nagpapakita ito ng magagandang resulta, gagawa ng mas malaking bersyon.

Ang MegaJoule Laser ng France ang magiging pinakamakapangyarihang laser sa buong mundo at susubukang isulong ang isang laser-based na paraan ng pagbuo ng fusion reactor. Ang French installation ay inaasahang ipapatupad sa 2018.

Ang NIF (National Ignition Facility) ay itinayo sa USA sa loob ng 12 taon at 4 bilyong dolyar noong 2012. Inaasahan nilang susubukan ang teknolohiya at pagkatapos ay agad na magtayo ng isang reaktor, ngunit lumabas na, tulad ng ulat ng Wikipedia, kailangan ng makabuluhang trabaho kung ang sistema ay kailanman upang maabot ignition. Bilang resulta, nakansela ang mga magagandang plano at nagsimulang unti-unting pahusayin ng mga siyentipiko ang laser. Ang huling hamon ay itaas ang kahusayan sa paglipat ng enerhiya mula 7% hanggang 15%. Kung hindi, ang pagpopondo ng kongreso para sa pamamaraang ito ng pagkamit ng synthesis ay maaaring tumigil.

Sa pagtatapos ng 2015, nagsimula ang konstruksiyon sa isang gusali para sa pinakamakapangyarihang pag-install ng laser sa buong mundo sa Sarov. Ito ay magiging mas malakas kaysa sa kasalukuyang Amerikano at hinaharap na Pranses at gagawing posible na magsagawa ng mga eksperimento na kinakailangan para sa pagtatayo ng isang "laser" na bersyon ng reaktor. Pagkumpleto ng konstruksiyon sa 2020.

Matatagpuan sa USA, ang MagLIF fusion laser ay kinikilala bilang isang dark horse sa mga pamamaraan para sa pagkamit ng thermonuclear fusion. Kamakailan, ang pamamaraang ito ay nagpakita ng mas mahusay na mga resulta kaysa sa inaasahan, ngunit ang kapangyarihan ay kailangan pa ring dagdagan ng 1000 beses. Ang laser ay kasalukuyang sumasailalim sa isang pag-upgrade, at sa pamamagitan ng 2018 ang mga siyentipiko ay umaasa na makatanggap ng parehong dami ng enerhiya na kanilang ginugol. Kung matagumpay, gagawa ng mas malaking bersyon.

Ang Russian Nuclear Physics Institute ay patuloy na nag-eksperimento sa paraan ng "bukas na bitag", na inabandona ng Estados Unidos noong 90s. Bilang resulta, nakuha ang mga tagapagpahiwatig na itinuturing na imposible para sa pamamaraang ito. Naniniwala ang mga siyentipiko ng BINP na ang kanilang pag-install ay nasa antas na ngayon ng German Wendelstein 7-X (Q=0.1), ngunit mas mura. Ngayon ay nagtatayo sila ng isang bagong pag-install para sa 3 bilyong rubles

Ang pinuno ng Kurchatov Institute ay patuloy na nagpapaalala sa mga plano na bumuo ng isang maliit na thermonuclear reactor sa Russia - Ignitor. Ayon sa plano, dapat itong kasing epektibo ng ITER, kahit na mas maliit. Ang pagtatayo nito ay dapat na nagsimula 3 taon na ang nakakaraan, ngunit ang sitwasyong ito ay tipikal para sa malalaking proyektong pang-agham.

Sa simula ng 2016, ang Chinese tokamak EAST ay nagawang maabot ang temperatura na 50 milyong degrees at mapanatili ito sa loob ng 102 segundo. Bago nagsimula ang pagtatayo ng malalaking reactor at laser, lahat ng balita tungkol sa thermonuclear fusion ay ganito. Maaaring isipin ng isa na ito ay isang kumpetisyon lamang sa mga siyentipiko upang makita kung sino ang maaaring humawak ng mas mataas na temperatura nang mas matagal. Kung mas mataas ang temperatura ng plasma at mas matagal itong mapapanatili, mas malapit tayo sa simula ng reaksyon ng pagsasanib. Mayroong dose-dosenang mga naturang pag-install sa mundo, marami pang () () ang ginagawa, kaya malapit nang masira ang EAST record. Sa esensya, ang mga maliliit na reactor na ito ay sumusubok lamang ng mga kagamitan bago ipadala sa ITER.

Inanunsyo ng Lockheed Martin ang isang fusion energy breakthrough noong 2015 na magbibigay-daan sa kanila na bumuo ng isang maliit at mobile fusion reactor sa loob ng 10 taon. Dahil kahit na napakalaki at hindi lahat ng mga mobile commercial reactors ay hindi inaasahan hanggang 2040, ang anunsyo ng korporasyon ay sinalubong ng pag-aalinlangan. Ngunit ang kumpanya ay may maraming mga mapagkukunan, kaya sino ang nakakaalam. Inaasahan ang isang prototype sa 2020.

Ang sikat na Silicon Valley startup na Helion Energy ay may sariling natatanging plano para makamit ang thermonuclear fusion. Ang kumpanya ay nakalikom ng higit sa $10 milyon at inaasahan na lumikha ng isang prototype sa 2019.

Ang low-profile startup na Tri Alpha Energy ay nakakuha kamakailan ng mga kahanga-hangang resulta sa pagtataguyod ng paraan ng pagsasanib nito (ang mga teorista ay nakabuo ng >100 teoretikal na paraan upang makamit ang pagsasanib, ang tokamak ay ang pinakasimple at pinakasikat). Ang kumpanya ay nakalikom din ng higit sa $100 milyon sa mga pondo ng mamumuhunan.

Ang proyekto ng reaktor mula sa Canadian startup na General Fusion ay higit na naiiba sa iba, ngunit ang mga developer ay may tiwala dito at nakalikom ng higit sa $100 milyon sa loob ng 10 taon upang maitayo ang reaktor sa 2020.

Ang UK startup First light ay may pinakanaa-access na website, na nabuo noong 2014, at nag-anunsyo ng mga planong gamitin ang pinakabagong siyentipikong data upang makamit ang nuclear fusion sa mas mababang halaga.

Ang mga siyentipiko mula sa MIT ay nagsulat ng isang papel na naglalarawan ng isang compact fusion reactor. Umaasa sila sa mga bagong teknolohiya na lumitaw matapos magsimula ang pagtatayo ng mga higanteng tokamak at nangangako na matatapos ang proyekto sa loob ng 10 taon. Hindi pa alam kung bibigyan sila ng green light para simulan ang konstruksiyon. Kahit na naaprubahan, ang isang artikulo sa isang magazine ay isang mas maagang yugto kaysa sa isang startup

Ang nuclear fusion ay marahil ang hindi gaanong angkop na industriya para sa crowdfunding. Ngunit ito ay sa kanyang tulong at gayundin sa pagpopondo ng NASA na ang kumpanya ng Lawrenceville Plasma Physics ay gagawa ng isang prototype ng reaktor nito. Sa lahat ng mga kasalukuyang proyekto, ang isang ito ay mukhang isang scam, ngunit sino ang nakakaalam, marahil sila ay magdadala ng isang bagay na kapaki-pakinabang sa napakagandang gawaing ito.

Ang ITER ay magiging isang prototype lamang para sa pagtatayo ng isang ganap na pag-install ng DEMO - ang unang komersyal na fusion reactor. Ang paglulunsad nito ay naka-iskedyul na ngayon para sa 2044 at ito ay isang optimistikong forecast pa rin.

Ngunit may mga plano para sa susunod na yugto. Ang isang hybrid na thermonuclear reactor ay makakatanggap ng enerhiya mula sa parehong atomic decay (tulad ng isang conventional nuclear power plant) at fusion. Sa pagsasaayos na ito, ang enerhiya ay maaaring 10 beses na higit pa, ngunit ang kaligtasan ay mas mababa. Inaasahan ng China na bumuo ng isang prototype sa 2030, ngunit sinasabi ng mga eksperto na ito ay tulad ng pagsubok na gumawa ng mga hybrid na kotse bago ang pag-imbento ng internal combustion engine.

Bottom line

Walang kakulangan ng mga tao na gustong magdala ng bagong mapagkukunan ng enerhiya sa mundo. Ang proyekto ng ITER ay may pinakamalaking pagkakataon, dahil sa laki at pagpopondo nito, ngunit ang ibang mga pamamaraan, pati na rin ang mga pribadong proyekto, ay hindi dapat bawasan. Ang mga siyentipiko ay nagtrabaho nang mga dekada upang makuha ang reaksyon ng pagsasanib nang walang labis na tagumpay. Ngunit ngayon ay may higit pang mga proyekto upang makamit ang thermonuclear reaksyon kaysa dati. Kahit na ang bawat isa sa kanila ay nabigo, ang mga bagong pagtatangka ay gagawin. Malamang na hindi tayo magpapahinga hangga't hindi natin sinisindihan ang isang miniature na bersyon ng Araw, dito sa Earth.

Mga Tag:

• fusion reactor
• enerhiya
• mga proyekto sa hinaharap

Magdagdag ng mga tag