"Artipisyal na araw": Paano makakaapekto sa hinaharap ang nuclear fusion?

Narinig mo ba ang tungkol sa proyektong Tsino upang lumikha ng isang "artipisyal na araw" dito sa mundo? Sa katunayan, ang inisyatibo ay nakatuon sa pagbuo ng mga bagong teknolohiya para sa malinis na enerhiya - tulad ng mga kasalukuyang modelo, lalo na ang mga batay sa karbon, natural gas o pagsusunog ng langis, ay kailangang suriin, tulad ng karagdagan sa demand ang suplay ng enerhiya ay hindi titigil sa pagtaas, gumawa sila ng isang malaking dami ng mga paglabas.

Lalo na partikular, ang inisyatibo ng Tsino ay upang bumuo ng isang nuclear fusion reaktor - mas mahusay kaysa sa nuclear fission na kasalukuyang nagpapatakbo sa mundo - na bumubuo ng parehong uri ng init na ginawa ng araw at maaaring baguhin ang paraan ng pagkuha ng enerhiya. sa hinaharap.

Artipisyal na araw?

Bago natin pag-usapan ang tungkol sa reaktor, ipaliwanag natin kung ano ang "artipisyal na araw" na pag-uusap na ito. Maaaring narinig mo na ang aming bituin ay "gumagana" mula sa pagsunog ng hydrogen sa core nito, di ba? Ang nangyayari ay dahil sa matinding presyon doon, dahil sa sobrang mataas na puwersa ng gravitational, lumapit ang mga atom ng hydrogen at bumangga laban sa bawat isa, natutunaw sa helium - at nagpakawala ng malaking halaga ng enerhiya sa proseso, na nagiging sanhi ng pinalabas ito ng bituin sa buong solar system at pinapayagan ang buhay na umiiral sa mundo.

Malinaw, ang pagtitiklop ng mga parehong kondisyon sa isang reaktor dito sa ating planeta ay medyo isang hamon, ngunit ito ay isang bagay na sinubukan ng mga siyentipiko mula sa buong mundo na magparami ng ilang oras. Upang makakuha ng isang ideya, ang nuclear fusion ay gumagawa ng hindi bababa sa 4 milyong beses na mas maraming enerhiya kaysa makamit sa mga thermal power halaman sa pamamagitan ng pagsunog ng karbon, gas o langis, at 4 na beses na higit sa na nabuo ng mga halaman ng nuclear power, na gumagana na may nuclear fission.

Gayunpaman, ang mga Tsino ay gumawa ng makabuluhang pag-unlad sa nuclear fusion at maraming iba pang mga bansa ang sumali sa pagsisikap. Ang "artipisyal na araw" na itinayo sa Tsina ay binubuo ng isang donut na hugis reaktor na kilala ng acronym EAST - mula sa Eksperimentong Advanced na Superconducting Tokamak o Tokamak Experimental Advanced Superconductor sa libreng pagsasalin - na naging una sa mundo na magbigay ng mga kinakailangang kondisyon para sa maaaring mangyari ang nuclear fusion.

Ito ay sa EAST, sa pamamagitan ng paraan, na ang mga siyentipiko ay nakapagtaguyod ng mga reaksyon ng fusion nang higit sa 100 segundo - 102, upang maging mas eksaktong, na kung saan ay isang talaan - at maabot ang mga temperatura ng 100 milyong degree Celsius, na katumbas ng 6 na beses sa temperatura. Pangunahing temperatura ng Araw. Nakatutuwa, hindi ka ba sumasang-ayon? Sapagkat kung sa wakas ay makontrol natin at mapanatili nang mahusay ang nuclear fusion, ang pangako ay ang mga reaksyon ay magiging halos hindi masasayang mapagkukunan ng enerhiya. At pinaka-mahalaga: malinis na enerhiya.

Kung saan nangyayari ang mahika

Tungkol sa gumaganang Tokamak, tulad ng dito sa ating planeta hindi natin mai-reproduce ang puwersa ng gravitational na umiiral sa nucleus ng Araw, ang mga isotopes ng hydrogen ay kailangang mailantad sa mga hindi nakakaintriga na temperatura hanggang sa sila ay maging isang plasma at magsimulang magsaliksik ng kanilang mga atomo, ilalabas, kasama ang ito, enerhiya. Kailangang magkaroon ng isang malaking halaga ng mga particle upang matiyak ang maraming banggaan hangga't maaari, pati na rin ang napakalakas na mga magnetikong larangan upang makamit ang isang mataas na oras ng pagkulong para sa mga "bumps" na ito na mangyari nang mas mabilis at mas mabilis.

Ang mga reaksiyong ito ay naganap sa loob ng isang silid ng vacuum na puno ng mga sensor at iba pang kagamitan. Ang mga pader nito ay sumisipsip ng init na ginawa - na, naman, ay ginagamit ng isang istasyon ng kuryente upang makabuo ng singaw at pagkatapos ay makagawa ng koryente mula sa mga turbin at alternator. Ang magaling na bagay tungkol sa proseso ay, bukod sa paggamit ng mga materyales na may napakababang antas ng radiation at na ang mga by-produkto ay maaaring magamit muli sa mga reaksyon sa kanilang sarili, hindi ito nagreresulta sa mga paglabas ng greenhouse gas o radioactive basura, tulad ng kaso sa mga thermoelectric na halaman. nuclear fission, at nag-aalok ng mas kaunting panganib ng mga aksidente.

Malakas na hinaharap

Ngayon may 18 pagsubok sa mga reaktor ng Tokamak sa buong mundo, kabilang ang sikat na mula sa Tsina, at mayroong isang bilyonaryo na internasyonal na proyekto ng pakikipagtulungan na tinawag na International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) - na mayroong pakikilahok ng 35 na mga bansa, kabilang ang USA, Russia, India, South Korea, Japan, China at European Union. Ang reaktor na ito ay inaasahan na makagawa ng mga temperatura sa pagkakasunud-sunod ng 150 milyong degree Celsius.

Ang inisyatibo ay nakatuon sa pagtatayo ng isang Tokamak sa timog ng Pransya, sa rehiyon ng Provence, na isasama ang mga teknolohiya mula sa EAST at iba pang mga reaksyong nukleyar ng fusion upang magsagawa ng pananaliksik. Bilang karagdagan, mayroong isa pang sentro sa ilalim ng konstruksyon sa lalawigan ng Sichuan ng Tsina na makagawa ng temperatura na 13 beses na mas mataas kaysa sa pangunahing araw ng Sun - o sa pagkakasunud-sunod ng 200 milyong degree Celsius - na magpapahintulot sa pananaliksik na may kaugnayan sa karagdagang fusion nukleyar.

Kung inaasahan ang lahat, ang konstruksyon ng reaktor sa Sichuan ay dapat na makumpleto sa pamamagitan ng 2021, pati na rin ng ITER, at ang site ay dapat magsimula sa mga unang pagsusuri sa plasma noong 2025. At kung ang mga eksperimento ay kasiya-siya at ang teknolohiya ay umuusad, ang pag-asa Ito ay sa pamamagitan ng 2035 posible na bumuo ng isang pang-industriya prototype - at sa pamamagitan ng 2050 isang halaman na may kapasidad na makagawa ng malakihang komersyal na enerhiya ay magsisimula.

"Artipisyal na araw": Paano makakaapekto sa hinaharap ang nuclear fusion? sa pamamagitan ng TecMundo