Anonim

Ang pagbibigay ng enerhiya ng zero-emission sa mga lungsod ng bukas … ang pagkuha ng mga bituin bilang isang halimbawa. Ang nukleyar na pagsasanib, ang hanay ng lubos na masiglang pagbabago na nagaganap sa puso ng mga bituin, kabilang ang aming Araw, ay isa sa pinakahihintay na pagpipilian para sa hinaharap ng enerhiya. Ngayon ang Massachusetts Institute of Technology at isang bagong pribadong kumpanya, Commonwealth Fusion Systems (na kasama din ang Italian Eni), ay inihayag ang isang paunang pamumuhunan ng 30 milyong dolyar (24 milyong euro) upang gumawa ng isang protektor ng reaktor sa pagsasama ng katotohanan sa loob ng 15 taon.

Ang panghuli layunin ay ang pagbuo ng isang reaktor, compact bilang isang van at ganap na gumana, ng 100 milyong watts (o 100 megawatts) ng kapangyarihan. Ngunit ang unang hakbang ay ang pagsasakatuparan, sa susunod na tatlong taon, ng pinakamalakas na superconducting magnet na binuo, ang matalo na puso ng bagong reaktor.

Ano ang tungkol dito? Ang nukleyar na pagsasanib ay isang proseso na nakakakuha ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-fusing ng dalawang magaan na mga atom ng hydrogen sa isang mas mabibigat na helium atom. Dahil ang masa ng bagong nabuo na atom ay mas mababa pa sa kabuuan ng dalawang mga nasasakupan, ang pagsasanib ay bumubuo ng isang napakahirap na dami ng labis na enerhiya, sa anyo ng ilaw at init. Ang prosesong ito ay nangyayari sa mga bituin na natutunaw ang hydrogen upang makagawa ng helium.

Ang pinakamalaking kahirapan. Sa Daigdig, ang hydrogen ay maaaring makuha mula sa tubig, ngunit upang magkaroon ng isang tiyak na makakuha ng enerhiya dapat itong pinainit upang dalhin ito sa estado ng plasma, kung saan ang mga electron ay "napunit" mula sa mga atomo. Ngunit pag-usapan natin ang tungkol sa temperatura na 80 milyong ° C, sapat na upang matunaw ang anumang materyal na nakipag-ugnay sa plasma.

Image Ang plasma sa suspensyon sa loob ng toroid. |

At narito ang mga superconducting magnet ay kumikilos, na hahawak sa plasma "sa lugar nito" nang hindi ito nakikipag-ugnay sa makinarya. Ang isa sa mga pinaka-promising na mga pagsasaayos ay tinatawag na tokamak (isang salita ng pinanggalingan ng Russia na nangangahulugan ng silid ng toroidal), isang sistema kung saan ang sobrang init na plasma ay naikot sa suspensyon, salamat sa napaka matinding magnetic field, sa loob ng isang makina na hugis donut ( toroid, sa geometry).

Ang kotse. Ang superconducting magnet na pinagtatrabahuhan namin sa MIT ay bubuo ng isang magnetic field na apat na beses na mas malakas kaysa sa ginamit sa anumang iba pang eksperimento ng ganitong uri na tinangkang ngayon. Kung magtagumpay sila ay magiging salamat sa isang bagong materyal na superconducting, yttrium barium oksido at tanso, na dapat mabawasan ang gastos, oras at pagiging kumplikado ng mga magnet, pati na rin ang kanilang laki.

Ang mga mananaliksik ay mai-install ang mga magnet sa isang prototype fusion reaktor, isang compact tokamak na tinatawag na SPARC, na dapat maging handa sa loob ng 15 taon at makagawa ng 100 milyong watts ng kapangyarihan, sapat na upang mabigyan ng kapangyarihan ang isang maliit na lungsod na walang mga paglabas ng CO2. Kung ang SPARC ay nagtrabaho tulad ng inaasahan, maaari itong maging isang modelo para sa paglikha ng isang dobleng-bilang-malaking nuclear fusion komersyal na halaman.

Ang iba pang mga kahanga-hangang proyekto ng fusion reaktor ay kinabibilangan ng ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor), isang pang-internasyonal na pakikipagtulungan na nakabase sa Pransya na ang mga unang resulta ay inaasahang darating sa pagitan ng 2025 at 2035. Kumpara sa ITER, isang silindro na 30 metro ang lapad at kasing taas, dapat gumawa ng SPARC ng limang beses na mas kaunting output ng enerhiya, ngunit may isang 65 beses na mas maliit na aparato.