Hiina tuuma sulandumisseadme parima peremehe ehitamine on põhjalikult alanud
1. oktoobril tehti Hiina tuuma sulandumisseadme ehitamisel peamine läbimurre.
Üle 400 tonni kaaluv alus paigaldati edukalt ja seda kasutatakse parima peremehe kandmiseks, mille kogukaal on umbes 6700 tonni, märkides selle suurema riigi raskete masinate peremehe põhjalikku ehituse algust.
Tulevikus on see seade esimene rahvusvaheliselt valideeritud tuuma sulandumisvõimsuse tootmise demonstratsioon ja eeldatakse, et see süttib esimese valguse kaudu tuuma sulandumise kaudu 2030. aastaks.
Tuuma sulandumine: ülim parool kosmilise energia uurimiseks
Päikese pideva põletamise müsteeriumist 4,6 miljardi aasta jooksul kuni inimkonna lõpliku "ammendamatu" puhta energia poole püüdlemiseni on tuuma sulandumine alati olnud üks põhjalikumaid uurimissuundasid teaduse valdkonnas. Tähtede peamine jõujõud ei ole universumis valgust ja soojust, vaid ka lõikamist - servatehnoloogia, mis võib inimese energiamaastikku täielikult muuta.
Lihtsamalt öeldes viitab tuuma sulandumine kergemate aatomituumade (näiteks vesiniku isotoopide deuteerium ja triitium) protsessile elektrostaatilise tõrke (Coulombi tõrjumine) tuumade vahel äärmiselt kõrgetel temperatuuridel ja rõhkudel, põrkudes ja sulandudes raskemate aatomiliste tuumade (sellisteks spiuminiumideks), samas kui amoosseks. See protsess järgib Einsteini massienergia võrrandit "e=mc ²" -. Uue tuuma kogumass on pisut väiksem kui kahe tuuma masside summa enne sulandumist ja vähendatud mass (massikaotus) vabastatakse energias, mis on praegu energias, mis on praegu kasutatud.
Tuuma sulandumise energia intensiivsuse mõistmiseks on vaja ainult ühte andmete võrdlust: 1 -kilogrammilise deuteeriumitritiumi segu sulandumisreaktsioonis vabastatud energia on samaväärne kuumusega, mis on tekitatud 27000 tonni standardsöe põlemisel või energiat tekitatavas energias 120 tonni bensiiniga; Kuid sama kvaliteediga tuuma lõhustumise kütuse (näiteks uraani - 235) poolt vabastatud energia on aga ainult umbes 1/4 tuuma sulandumisest vabastatud. Veelgi olulisem on see, et tuuma sulandumise kütuseallikad on peaaegu lõpmatud - deuteerium leidub laialdaselt maavees maa peal ja iga liitri vesi sisaldavad deuteeriumi, mis võib eraldada energiat samaväärse energiaga 300 liitri bensiiniga. Merevees kogu maailmas sisalduv deuteerium võib vastata inimkonna energiavajadustele juba üle miljoni aasta; Kuigi triitium on oma olemuselt äärmiselt haruldane, saab seda kunstlikult valmistada liitiumile reageerides (maapinnas rikkalik element) neutronitega ja puudub "kütusepuudus" probleem.
Kontrollitava tuuma sulandumise saavutamine ei ole aga lihtne ülesanne ja selle põhiprobleem seisneb selles, kuidas luua ja säilitada tuuma sulandumiseks äärmuslikke tingimusi ". Päikese sees loob gravitatsiooniline kokkuvarisemine kõrge temperatuuriga 15 miljonit kraadi Celsiuse ja kõrge rõhuga 250 miljardit atmosfääri, mis vastab loomulikult tuuma sulandumiseks "süütetingimustele"; Kuid maa peal ei saa inimesed sellist tugevat gravitatsiooni korrata ja suudab ekstreemse keskkonda ainult tehnoloogiliste vahenditega simuleerida. Praegu on kaks peavoolu uurimissuunda:
Üks tüüp on magnetkohustus sulandumine, mida esindab rahvusvaheline termonukleaarne eksperimentaalne reaktor (ITER), mida tuntakse üldiselt kui "kunstlik päike". See kasutab ülitugevat magnetvälja (umbes 100000 korda tugevam kui Maa magnetväli), et piirata plasma (neljas aine olek, kus aatomituumad ja elektronid eraldatakse) temperatuuriga kuni 150 miljonit kraadi Celsiuse Celsiuse ümmarguses vaakumkambris (Tokamak -seade), vältides jahutamisel jahutamisel jahutamisel paiknevat paiknevat paiknevat seinast paistavat seinast. Plasma, mis vastab termotuumasünteesi reaktsioonide jaoks vajalikele tingimustele. Aastal 2023 saavutas Hiina "Kunstlik päikese" seade (East) plasma pideva toimimise 120 miljoni kraadi juures 403 sekundiks, määrates maailmarekordi ja pannes aluse ITERi hilisematele katsetele.
Teine tüüp on inertsiaalne kinnistus, mida esindab Ameerika Ühendriikide riiklik süüterajatis (NIF). See keskendub 192 kõrgele - energia laserid deuteeriumitriitiumi sihtmärgile, mille läbimõõt on vaid mõni millimeetrit, kuumutab sihtmärgi 30 miljoni kraadi Celsiuseni ja surub selle 100 -kordseks maakera tiheduseks, kui see on väga lühiajaline (umbes 10 triljonit, et see ei ole umbes 10 triljonini), kasutades inert. võimalik. Detsembris 2022 saavutas NIF esmakordselt "neto energia võimenduse" - termotuumasünteesiga eraldatud energia ületas sisendlaseri energiat, märkides suurt läbimurret inertsiaalses piiride marsruudil.
Lisaks suure energiatihedusele ja rikkalikule kütusele on tuuma sulandumisel ka ülim ohutus ja keskkonnasõbralikkus. Erinevalt tuuma lõhustumisest lõpevad tuuma sulandumisreaktsioonid kohe pärast äärmuslike tingimuste kaotamist (näiteks magnetvälja katkemine või laserpeatus) ja puudub oht "tuuma sulamise" tekkeks; Peamine reaktsiooniprodukt on heelium (mitte - toksiline ja kahjutu inertgaas), mis ei anna pikka - terminit radioaktiivseid jäätmeid nagu tuuma lõhustumine ja mille keskkonnale peaaegu puudub.
Ehkki inimesed pole veel saavutanud kaubanduslikku tuuma sulandumisvõimsust (eeldatavasti nõuab 30-50 aastat tehnoloogilist läbimurre), surub iga tuuma sulandumise edusammud, alates päikese loomulikust sulandumisest kuni järkjärgulise läbimurreni laboris, inimlikkust lähemale "energiavabaduse eesmärgile". Tulevikus, kui tuuma sulandumisjaamad levivad kogu maailmas, vabaneb inimkond täielikult sõltuvusest fossiilkütustest, lahendab selliseid globaalseid probleeme, näiteks kliimamuutusi ja energiapuudust, ning uuel ajastul, mis põhineb puhtal ja piiramatul energial.
