Syntéza fúze. problémy fúzních

Inovativní projekty využívající moderní supravodiče v blízké budoucnosti umožní provádět řízené termonukleární fúze - tak říct, že někteří optimisté. Odborníci však předpovídají, že praktická aplikace bude trvat několik desetiletí.

Proč je to tak těžké?

Energie z jaderné syntézy je považován za potenciální zdroj budoucích energie. Je to čistá energie atomu. Ale co to je a proč je tak obtížné dosáhnout? Chcete-li začít chápat rozdíly mezi klasické dělení jádra a jaderné fúze.

Rozdělení atomu je, že radioaktivní izotopy - uran nebo plutonium - jsou členěny a převést na jiné vysoce radioaktivní izotopy, které se pak musí zlikvidovat nebo recyklovat.

Termonukleární reakce syntézy spočívá v tom, že dva izotopy vodíku deuterium a tritium - - sloučit do jedné jednotky, které tvoří jen netoxické hélium a neutrony, aniž by radioaktivní odpad.

ovládání problém

Tyto reakce, které se vyskytují na slunci nebo ve vodíkové bomby - syntéza fúze a inženýři náročný úkol - jak ovládat tento proces v elektrárně?

To je to, pro které vědci pracují od roku 1960. Další experimentální reaktor termonukleární fúze s názvem Wendelstein 7-X byl zahájen v severní německém městě Greifswald. Přesto to není určeno k vytvoření reakce - je to jen speciální design, který je testován (namísto stelarátoru tokamaku).

vysokoenergetické plazma

Všechny termonukleární instalace jsou společný rys - forma ve tvaru prstence. To je založeno na myšlence použití výkonných elektromagnetů pro vytvoření silného elektromagnetického pole, která má tvar torus - nafouknutí kola vnitřní trubky.

Toto elektromagnetické pole by měla být tak husté, že, když se zahřívá v mikrovlnné troubě na milion stupňů Celsia, plazma by se měl objevit ve středu kruhu. Ona pak podnítil k fúzi mohl začít.

demonstrace

V Evropě je v současné době vedena dvě podobné experimenty. Jedním z nich je Wendelstein 7-X, který v poslední době generuje první heliové plasmy. Další - ITER - je obrovský experimentální instalace fúze v jižní Francii, která je stále ve výstavbě a bude připraven pro uvedení na trh v roce 2023.

Očekává se, že ITER bude skutečné jaderné reakce, i když jen na krátkou dobu, a už vůbec ne déle než 60 minut. Tento reaktor je jen jedním z mnoha kroků na cestě k zajištění toho, aby v praxi uskutečnit fúzi.

Fúzního reaktoru: menší a výkonnější

V poslední době několik návrháři oznámila vytvoření nových návrhů reaktorů. Podle skupiny studentů z Massachusetts Institute of Technology, stejně jako zástupci firmy - výrobci „Lockheed Martin“ zbraní, jaderná fúze může být prováděna v zařízeních, která jsou mnohem silnější a menší než ITER, a jsou ochotni to udělat za deset let.

Myšlenka nové konstrukce je použití elektromagnety moderních vysokoteplotních supravodičů, které vykazují jejich vlastnosti, když se ochladí kapalným dusíkem, spíše, než je obvyklé, že vyžadují tekutého hélia. Nový, pružnější technologie zcela změnit konstrukci reaktoru.

Klaus Hash odpovědný za technologie jaderné fúze na Technologickém institutu v Karlsruhe v jihozápadním Německu, je skeptický. To podporuje použití nových vysokoteplotních supravodičů pro nové konstrukce reaktoru. Ale řekl, vyvinout něco na počítači, přičemž v úvahu fyzikální zákony nestačí. Je třeba vzít v úvahu problémy, které vznikají při překladu myšlenky do praxe.

sci-fi

Podle Hash, modelové MIT studenti zobrazuje pouze možnost projektu. Ale ve skutečnosti existuje mnoho sci-fi. Projekt předpokládá, že vážné technické problémy jsou řešeny fúze. Ale moderní věda nemá ponětí o tom, jak je řešit.

Jedním takovým problémem je myšlenka snímatelnými cívkami. Aby se dovnitř kruhu, omezovat plazmatu v MIT-modelových konstrukčních elektromagnetů lze demontovat.

To by bylo velmi užitečné, protože by bylo možné mít přístup k objektům v rámci vnitřního systému, aby je nahradili. Ale ve skutečnosti supravodičů z keramického materiálu. Stovky z nich musí být vzájemně propojeny elegantním způsobem, tvořit správný magnetické pole. A je tu další zásadní problém: spojení mezi nimi není tak jednoduché, jako připojení měděných kabelů. Nikdo dokonce uvažoval o pojmy, které by pomohly k vyřešení těchto problémů.

příliš horká

Teplo je také problém. Jádro teplota plazma dosáhne přibližně 150 milionů stupňů Celsia. Tato extrémní teplo zůstane na svém místě - přímo v centru města ionizovaného plynu. Ale i v okolí je stále velmi horký - od 500 do 700 stupňů v aktivní zóně reaktoru, přičemž vnitřní vrstva je kovová trubka, která se „přehrávat“ Tritium potřebné pro došlo jaderné fúze.

ITER je ještě větší problém - tzv otázka moci. Tato část systému, který je dodáván ze syntézy použitého paliva, většinou helium. První kovová složka, ve které padá horký plyn, s názvem „divertoru“. To může být zahříván nad 2000 ° C,

Divertor problém

Chcete-li rostlina může odolávat těmto teplotám, technici se snaží použít kovový wolfram, který se používá v staromódní žárovek. wolframu teplota tání asi 3000 stupňů. Existují však i jiné omezení.

ITER je to možné, protože ohřívá to nestane po celou dobu. Předpokládá se, že reaktor bude pracovat pouze 1-3% času. Ale to není volba pro elektrárny, které by měly fungovat na bázi 24/7. A pokud někdo tvrdí, že je schopen postavit menší reaktor se stejným výkonem jako ITER, můžeme s jistotou říci, že nemá problémy řešení Divertor.

Elektrárna během několika desetiletí

Nicméně, vědci jsou optimističtí ohledně vývoje fúzních reaktorů, ale to nebude tak rychlý, jak někteří předpovídají nadšenců.

ITER je ukázat, že řízené termonukleární fúze může ve skutečnosti produkovat více energie, než je vynaložené na ohřev plazmy. Dalším krokem je výstavba zcela nové hybridní demonstračního zařízení, které by ve skutečnosti generovat elektrickou energii.

Inženýři jsou nyní pracuje na jeho konstrukci. Budou se muset poučit z ITER, které je naplánováno na trh v roce 2023 S ohledem na dobu potřebnou pro navrhování, plánování a výstavbě, zdá se nepravděpodobné, že by první fúzní elektrárna bude zahájena mnohem dříve, než poloviny století XXI.

Rossiho studená fúze

V roce 2014, nezávislá zkušební reaktor E-Cat k závěru, že je zařízení pro 32 dní produkoval průměrný výstupní výkon 2800 W při spotřebované 900 wattů. To je více než schopen identifikovat žádné chemické reakce. Výsledek naznačuje buď průlom v jaderné fúze nebo naprostý podvod. Zpráva zklamaný skeptiků, kteří pochybují o tom, zda byl test skutečně nezávislý a navrhli případné falšování výsledků. Jiní objasnění „tajných složek“, které umožňují fúzi Rossi reprodukovat tuto technologii.

Rossi - podvodník?

Andrea impozanten. Publikuje prohlášení světu o unikátní angličtiny v sekci komentáře o svých internetových stránkách, honosně nazývá „Journal of jaderné fyziky“. Ale jeho předchozí neúspěšné pokusy zahrnovaly italskou konverze odpadní projekt v palivu a termoelektrický generátor. Petroldragon projekt nakládání s odpady ve zdroji energie, selhala zčásti proto, že nelegální ukládání odpadů je řízeno italského organizovaného zločinu, který se otevřel trestní řízení proti němu za porušení předpisů pro likvidaci odpadu. On také vytvořil termoelektrického zařízení pro Corps of Engineers americké armády, ale při testování gadgetu vyrábět jen část deklarované kapacitě.

Mnozí nevěří Rusko a šéfredaktor nové energetické Times mu právě volal zločince, za nímž série neúspěšných elektráren světlomety.

nezávislé ověření

Rossi podepsala smlouvu s americkou firmou Industrial Heat provádět každoroční testování utajovaných instalace 1 megawatt studené fúze. Přístroj byl přepravní obal, zabalené v desítkách E-Cat. Experiment musel být monitorovány třetí stranou, která by byla schopna potvrdit, že je skutečně případ tepla. Rossi říká, že strávil většinu minulého roku téměř žije v kontejneru, a pozoroval provoz na více než 16 hodin denně, aby se prokázat obchodní životaschopnost E-Cat.

Test skončil v březnu. Stoupenci Rossi těší na pozorovatele zpráv v naději, že k ospravedlnění svého hrdinu. Ale nakonec dostali soud.

pokus

Ve svém prohlášení k soudu Floridy Rossi tvrdí, že test byl úspěšný a nezávislý arbitr potvrdil, že E-Cat reaktor produkuje šestkrát více energie, než spotřebuje. Tvrdil také, že společnost Industrial Heat souhlasil, že mu zaplatí 100 milionů dolarů - mil 11,5 zálohu po testu 24 hodin (údajně k právům licencí pro společnost mohla prodat tuto technologii ve Spojených státech) a další 89 mil po úspěšném dokončení rozšířeného testu do 350 dnů. Rusko obviňuje IH při provádění „podvodné schéma“, jehož cílem bylo krádež jejího duševního vlastnictví. On také obvinil společnost z zpronevěry reaktoru E-Cat, nelegálnímu kopírování inovativních technologií a produktů, funkcí a struktur a nelegální pokus dostat patent na své duševní vlastnictví.

zlatý důl

Jinde Rossi tvrdí, že na pozadí jednoho z jeho předvádění společnosti IH obdržených od investorů 50 až 60.000.000 $ a 200 milionů z Číny poté, co si hraje s čínskými úředníky úředníkům na vyšší úrovni. Pokud je to pravda, v sázce je mnohem víc než sto milionů dolarů. Industrial Heat odmítl tyto nároky jsou neopodstatněné a má v úmyslu aktivně bránit. Ještě důležitější je, jak říká, že „po dobu delší než tři roky pracuje na potvrzení výsledků, které údajně vyrobený Rossi a jeho E-Cat-technologie, to vše k ničemu.“

IH nevěří v účinnost E-Cat a New Energy Times Magazine nevidí žádný důvod pochybovat o to. Ve vydání zástupce z června 2011 navštívil Itálii, Rossi rozhovor a filmovali demonstraci své E-Cat. Po jednom dni, řekl o své vážné obavy ohledně způsobu měření tepelné elektrárny. Po 6 dnech, novinář publikoval své video na YouTube. Odborníci z celého světa ho poslal analýz, které byly zveřejněny v červenci. Bylo jasné, že se jedná o podvod.

experimentální potvrzení

Nicméně, řada výzkumníků - Aleksandru Parhomovu of Přátelství univerzity ruských Peoples' a paměť projekt Martina Fleyshmana (MFPM) - podařilo rozmnožit studené fúzi Rossi. MFPM zpráva s názvem „The End of uhlíkového éry se blíží.“ Důvodem pro toto obdivu byl objev gama záblesků, které nelze vysvětlit pouze tím, že fúzní reakce. Podle vědců z Ruska, je přesně to, co říká.

Životaschopný recept venkovní studený energie jaderná fúze může způsobit „zlatou horečku“. alternativní metody, které obejde patent Ruska a nechte ji na straně energetického podniku s několika miliard dolarů lze nalézt.

Takže možná, Rossi by raději vyhnout tomuto potvrzení.