Tha obair togail an aoigh IS FEARR airson inneal fusion niùclasach Sìona air tòiseachadh gu h-iomlan
Air 1 Dàmhair, chaidh prìomh adhartas a dhèanamh ann an togail inneal fusion niùclasach Sìona BEST.
Chaidh a’ bhunait le cuideam còrr air 400 tonna a chuir a-steach gu soirbheachail agus thèid a chleachdadh gus an òstair IS FEARR a ghiùlan le cuideam iomlan timcheall air 6700 tonna, a’ comharrachadh toiseach tòiseachaidh coileanta togail airson prìomh aoigh innealan trom na dùthcha seo.
Anns an àm ri teachd, is e an inneal seo a’ chiad taisbeanadh a tha air a dhearbhadh gu h-eadar-nàiseanta air gineadh cumhachd fusion niùclasach, agus thathar an dùil gun las e a’ chiad solas tro aonadh niùclasach ro 2030.
Fusion Niùclasach: Am facal-faire deireannach airson a bhith a’ sgrùdadh lùth cosmaigeach
Bho dhìomhaireachd losgadh leantainneach na grèine airson 4.6 billean bliadhna gu an tòir mu dheireadh aig a’ chinne-daonna air lùth glan “neo-sheasmhach", tha fusion niùclasach air a bhith mar aon de na stiùiridhean rannsachaidh as iongantaiche ann an raon saidheans. Chan e a-mhàin am prìomh fheachd dràibhidh airson rionnagan a bhith a’ sgaoileadh solas is teas anns a’ chruinne-cè, ach cuideachd teicneòlas ùr-nodha aig a bheil comas cruth-tìre lùth daonna atharrachadh gu tur.
Gu sìmplidh, tha fusion niùclasach a’ toirt iomradh air a’ phròiseas de niùclasan atamach nas aotroime (leithid hydrogen isotopes deuterium agus tritium) a’ faighinn thairis air ath-bhualadh electrostatach (ath-bhualadh Coulomb) eadar niùclasan aig teòthachd agus cuideaman fìor àrd, a’ bualadh agus a’ ceangal a-steach do niuclasan atamach nas truime (leithid helium), agus aig an aon àm a’ leigeil a-mach tòrr lùth. Tha am pròiseas seo a’ leantainn co-aontar lùth mòr Einstein “E=mc ²” - tha tomad iomlan an niuclas ùr leaghte beagan nas lugha na suim tomadan an dà niuclas mus tèid iad còmhla, agus thèid an tomad lùghdaichte (call mòr) a leigeil ma sgaoil ann an cruth lùtha, le dùmhlachd lùtha fada nas àirde na lùth sam bith a bhios daoine a’ cleachdadh an-dràsta.
Gus dian lùth fusion niùclasach a thuigsinn, chan eil feum air ach aon sheata de choimeas dàta: tha an lùth a chaidh a leigeil ma sgaoil le freagairt fusion de 1 cileagram de mheasgachadh deuterium tritium co-ionann ris an teas a thig bho bhith a ’losgadh 27000 tonna de ghual àbhaisteach no an lùth a thig bho bhith a’ losgadh iomlan de 120 tonna de gasoline; Ach, chan eil an lùth a thèid a leigeil ma sgaoil le connadh sgaoilidh niùclasach den aon chàileachd (leithid uranium-235) ach mu 1/4 den lùth a chaidh a leigeil ma sgaoil le fusion niùclasach. Nas cudromaiche, tha na stòran connaidh airson fusion niùclasach cha mhòr gun chrìoch - tha deuterium an làthair gu farsaing ann an uisge na mara air an Talamh, agus tha deuterium anns gach liotair de dh’ uisge mara a dh ’fhaodas lùth a leigeil ma sgaoil co-ionann ri 300 liotair de gasoline tro aonachadh. Faodaidh an deuterium a tha ann an uisge mara air feadh an t-saoghail coinneachadh ri feumalachdan lùtha daonnachd airson còrr air millean bliadhna; Ged a tha tritium gu math tearc ann an nàdar, faodar a dheasachadh gu saor-thoileach le bhith a 'toirt buaidh air lithium (eileamaid a tha pailt ann an rùsg na Talmhainn) le neutronan, agus chan eil duilgheadas "gainnead connaidh" ann.
Ach, chan e obair fhurasta a th’ ann a bhith a’ coileanadh fusion niùclasach a ghabhas smachdachadh, agus tha a phrìomh dhùbhlan ann an “mar a chruthaicheas agus a chumas tu fìor shuidheachaidhean airson fusion niùclasach”. Taobh a-staigh na grèine, bidh tuiteam grabhataidh a’ cruthachadh teòthachd àrd de 15 millean ceum Celsius agus cuideam àrd de 250 billean àile, a’ coinneachadh gu nàdarra ris na “suidheachaidhean lasachaidh” airson fusion niùclasach; Ach air an Talamh, chan urrainn dha daoine grabhataidh cho làidir ath-riochdachadh agus chan urrainn dhaibh ach atharrais air fìor àrainneachdan tro dhòighean teicneòlach. An-dràsta, tha dà phrìomh stiùireadh rannsachaidh ann:
Is e aon sheòrsa fusion dìon magnetach, air a riochdachadh leis an Reactor Deuchainneach Thermonuclear Eadar-nàiseanta (ITER), ris an canar gu cumanta a’ “ghrian fuadain”. Bidh e a’ cleachdadh raon magnetach fìor làidir (timcheall air 100000 uair nas làidire na raon magnetach na Talmhainn) gus plasma (an ceathramh staid cùis far a bheil niuclasan atamach agus dealanan air an sgaradh) a chuingealachadh le teòthachd suas ri 150 millean ceum Celsius ann an seòmar falamh cruinn (inneal tokamak), a’ seachnadh teòthachd àrd bho bhith a’ conaltradh ri ballachan an inneil agus a’ teasachadh an fhuasglaidh a dh’ fheumar. Ann an 2023, choilean inneal Sìona “Artificial Sun” (EAST) gnìomhachd plasma leantainneach aig 120 millean ceum Celsius airson 403 diogan, a ’suidheachadh clàr cruinne agus a’ suidheachadh bunait airson deuchainnean ITER às deidh sin.
Is e seòrsa eile a tha ann am fusion dìon inertial, air a riochdachadh le Goireas Ignition Nàiseanta (NIF) nan Stàitean Aonaichte. Bidh e a’ cuimseachadh 192 lasers lùth àrd air targaid deuterium tritium le trast-thomhas de dìreach beagan millimeatair, a’ teasachadh an targaid gu 30 millean ceum Celsius agus ga dhlùthadh gu 100 uair dùmhlachd cridhe na Talmhainn ann an ùine gu math goirid (timcheall air 10 trilleanan de dhiog), a’ cleachdadh an inertia de fusion. Anns an Dùbhlachd 2022, choilean NIF “buannachd lùth lom” airson a ’chiad uair - chaidh an lùth a chaidh a leigeil ma sgaoil le ath-bheachdan fusion nas àirde na lùth an leusair cuir a-steach, a’ comharrachadh adhartas mòr anns an t-slighe dìon inertial.
A bharrachd air dùmhlachd lùth àrd agus pailteas connaidh, tha sàbhailteachd agus càirdeas àrainneachd aig fusion niùclasach cuideachd. Eu-coltach ri dòrtadh niùclasach, thig ath-bheachdan fusion niùclasach gu crìch sa bhad aon uair ‘s gu bheil fìor dhroch shuidheachaidhean air chall (leithid briseadh air an raon magnetach no stad laser), agus chan eil cunnart ann gum bi“ leaghadh bunaiteach ”ann; 'S e helium (gas inert neo-phuinnseanta agus gun chron) a th' anns a' phrìomh thoradh ath-bhualadh, nach eil a' toirt a-mach sgudal rèidio-beò fad-ùine leithid dòrtadh niùclasach agus cha mhòr nach eil truailleadh sam bith air an àrainneachd.
Ged nach eil mac an duine fhathast air gineadh cumhachd fusion niùclasach malairteach a choileanadh (an dùil gum feum e 30-50 bliadhna de leasachaidhean teicneòlach), tha a h-uile ceum adhartais ann an fusion niùclasach, bho aonachadh nàdarra na grèine gu leasachaidhean mean air mhean san obair-lann, a’ putadh daonnachd nas fhaisge air an amas “saorsa lùtha”. Anns an àm ri teachd, nuair a bhios ionadan cumhachd fusion niùclasach air an sgaoileadh air feadh an t-saoghail, bidh an cinne-daonna gu tur saor bho eisimeileachd air connadh fosail, a’ fuasgladh dhuilgheadasan cruinne leithid atharrachadh clìomaid agus gainnead lùtha, agus a’ toirt a-steach àm ùr stèidhichte air lùth glan gun chrìoch.
