Tổng hợp nhiệt hạch. vấn đề phản ứng tổng hợp

các dự án sáng tạo sử dụng chất siêu dẫn hiện đại trong tương lai gần sẽ cho phép để thực hiện kiểm soát phản ứng nhiệt hạch - vì vậy nói một số người lạc quan. Tuy nhiên, các chuyên gia dự đoán rằng ứng dụng thực tế sẽ mất vài thập kỷ qua.

Tại sao nó rất khó khăn?

năng lượng nhiệt hạch được coi là một nguồn tiềm năng của năng lượng trong tương lai. Đó là năng lượng tinh khiết của nguyên tử. Nhưng nó là gì và tại sao nó là rất khó khăn để đạt được? Để bắt đầu hiểu sự khác biệt giữa cổ điển bộ phận của hạt nhân và hạt nhân nhiệt hạch.

Việc phân chia nguyên tử là đồng vị phóng xạ - uranium hoặc plutonium - được chia nhỏ và chuyển đổi sang đồng vị phóng xạ cao khác, mà sau đó phải được xử lý hoặc tái chế.

Phản ứng của nhiệt hạch phản ứng tổng hợp là hai đồng vị của hydro - deuterium và tritium - được sáp nhập thành một, tạo thành một không độc hại, và chỉ heli neutron mà không tạo ra chất thải hạt nhân.

vấn đề kiểm soát

Các phản ứng xảy ra trên mặt trời hoặc trong bom hydro - một tổng hợp của sự hợp nhất, và các kỹ sư một nhiệm vụ khó khăn - làm thế nào để kiểm soát quá trình này trong một nhà máy điện?

Đó là đối với các nhà khoa học đang làm việc kể từ những năm 1960. Một thử nghiệm lò phản ứng nhiệt hạch phản ứng tổng hợp gọi là Wendelstein 7-X đã được đưa ra tại thị trấn phía bắc của Đức Greifswald. Tuy nhiên, nó không được thiết kế để tạo ra một phản ứng - nó chỉ là một thiết kế đặc biệt mà đang được thử nghiệm (thay vì stellarator tokamak).

plasma năng lượng cao

Tất cả các cài đặt nhiệt hạch là một tính năng phổ biến - một dạng hình vòng. Nó được dựa trên ý tưởng của việc sử dụng nam châm điện mạnh mẽ để tạo ra một trường điện từ mạnh có một hình dạng hình xuyến - ống bên trong phồng lên xe đạp.

trường điện từ này nên quá dày đặc đó, khi nó được làm nóng trong lò vi sóng đến một triệu độ C, plasma sẽ xuất hiện ở trung tâm của vòng. Sau đó, cô đốt cháy để phản ứng tổng hợp có thể bắt đầu.

cuộc biểu tình của

Tại châu Âu, hiện đang tiến hành hai thí nghiệm tương tự. Một trong số đó là Wendelstein 7-X, mà gần đây được tạo ra plasma heli đầu tiên. Một - ITER - là một phản ứng tổng hợp cài đặt thử nghiệm khổng lồ ở phía nam nước Pháp, mà vẫn đang được xây dựng và sẽ sẵn sàng cho ra mắt trong năm 2023.

Người ta cho rằng ITER sẽ là phản ứng hạt nhân thực tế, mặc dù chỉ trong một khoảng thời gian ngắn và chắc chắn không quá 60 phút. lò phản ứng này chỉ là một trong nhiều bước trên đường để đảm bảo rằng, trong thực tế, để thực hiện phản ứng tổng hợp.

Fusion lò phản ứng: nhỏ hơn và mạnh mẽ hơn

Gần đây, một số nhà thiết kế đã công bố việc tạo ra một mới lò phản ứng thiết kế. Theo một nhóm các sinh viên đến từ Viện Công nghệ Massachusetts, cũng như đại diện của các công ty - nhà sản xuất của "Lockheed Martin" vũ khí, phản ứng tổng hợp hạt nhân có thể được thực hiện tại các cơ sở mà được nhiều hơn nữa mạnh mẽ và nhỏ hơn so với ITER, và họ sẵn sàng để làm điều này trong vòng mười năm.

Ý tưởng thiết kế mới là sử dụng nam châm điện của chất siêu dẫn nhiệt độ cao hiện đại, trong đó trưng bày tài sản của họ khi làm mát bằng nitơ lỏng chứ không phải là bình thường, đòi hỏi heli lỏng. Mới, công nghệ linh hoạt hơn sẽ hoàn toàn thay đổi thiết kế của lò phản ứng.

Klaus Hash trách về công nghệ nhiệt hạch hạt nhân tại Viện Công nghệ Karlsruhe ở phía tây nam nước Đức, là hoài nghi. Nó hỗ trợ việc sử dụng các chất siêu dẫn nhiệt độ cao mới cho các thiết kế lò phản ứng mới. Nhưng, ông nói, để phát triển một cái gì đó trên máy tính, có tính đến các định luật vật lý là không đủ. Nó là cần thiết để đưa vào tài khoản các thách thức nảy sinh trong việc dịch những ý tưởng vào thực tế.

khoa học viễn tưởng

Theo Hash, mô hình MIT sinh viên chỉ hiển thị các khả năng của dự án. Nhưng trên thực tế có rất nhiều khoa học viễn tưởng. Dự án giả định rằng các vấn đề kỹ thuật nghiêm trọng được giải quyết nhiệt hạch. Nhưng khoa học hiện đại không có ý tưởng về làm thế nào để giải quyết chúng.

Một trong những vấn đề là ý tưởng của cuộn thể tháo dỡ. Để get bên trong chiếc nhẫn, giam giữ plasma trong MIT-mô hình thiết kế nam châm điện có thể tháo rời.

Nó sẽ rất hữu ích, vì nó sẽ có thể được tiếp cận với các đối tượng trong hệ thống nội bộ và thay thế chúng. Nhưng trong thực tế chất siêu dẫn làm bằng chất liệu gốm. Hàng trăm trong số họ phải được đan xen vào nhau cách tinh vi, để tạo ra từ trường chính xác. Và có một vấn đề cơ bản hơn: mối liên hệ giữa họ là không đơn giản như kết nối cáp đồng. Không ai thậm chí đã nghĩ về khái niệm mà có thể giúp giải quyết những vấn đề này.

quá nóng

Heat là cũng là một vấn đề. Nhiệt độ lõi fusion plasma đạt khoảng 150 triệu độ C. nhiệt độ cực đoan này vẫn còn tại chỗ - ngay tại trung tâm của khí ion hóa. Nhưng ngay cả xung quanh nó vẫn còn rất nóng - 500-700 độ trong lõi lò phản ứng, lớp bên trong là một ống kim loại, mà sẽ được "phát lại" Tritium cần thiết cho phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra.

ITER là một vấn đề lớn hơn - cái gọi là vấn đề quyền lực. Đây là một phần của hệ thống, mà được cung cấp từ các nhiên liệu quá trình tổng hợp được sử dụng, chủ yếu là heli. Đầu tiên kim loại thành phần, trong đó nóng khí ngã, gọi là "Divertor". Nó có thể được nung nóng trên 2000 ° C.

vấn đề Divertor

Để cây có thể chịu được nhiệt độ như vậy, các kỹ sư đang cố gắng sử dụng một vonfram kim loại, được sử dụng trong các bóng đèn sợi đốt kiểu cũ. vonfram nhiệt độ nóng chảy khoảng 3000 độ. Nhưng cũng có những hạn chế khác.

Các ITER nó có thể được thực hiện, bởi vì làm nóng nó không xảy ra tất cả các thời gian. Người ta cho rằng các lò phản ứng sẽ hoạt động chỉ 1-3% thời gian. Nhưng đây không phải là một lựa chọn cho các nhà máy điện, mà phải hoạt động trên cơ sở 24/7. Và, nếu ai đó tuyên bố để có thể xây dựng một lò phản ứng nhỏ hơn với sức mạnh tương tự như ITER, chúng tôi có thể tự tin nói rằng ông không có vấn đề giải pháp Divertor.

Các nhà máy điện trong một vài thập kỷ

Tuy nhiên, các nhà khoa học đang lạc quan về sự phát triển của các lò phản ứng nhiệt hạch, tuy nhiên, nó sẽ không được như nhanh chóng như một số dự đoán những người đam mê.

ITER là để chứng minh rằng được kiểm soát nhiệt Fusion có thể thực sự sản phẩm nhiều năng lượng hơn là chi cho hệ thống sưởi của plasma. Bước tiếp theo là việc xây dựng một nhà máy hybrid trình diễn hoàn toàn mới, mà thực sự sẽ tạo ra điện.

Các kỹ sư đang làm việc trên thiết kế của nó. Họ sẽ cần phải học những bài học của ITER, mà ra mắt dự kiến cho năm 2023. Có tính đến thời gian cần thiết cho việc thiết kế, quy hoạch và xây dựng, có vẻ như không chắc rằng các nhà máy điện nhiệt hạch đầu tiên sẽ được bắt đầu sớm hơn nhiều so với giữa thế kỷ XXI.

nhiệt hạch lạnh Rossi

Trong năm 2014, độc lập kiểm tra lò phản ứng E-Cát kết luận rằng thiết bị cho 32 ngày sản xuất một lượng điện trung bình 2.800 W tại một tiêu thụ 900 watt. Đây là hơn thể xác định bất kỳ phản ứng hóa học. Kết quả cho thấy hoặc là một bước đột phá trong phản ứng tổng hợp hạt nhân hoặc một gian lận trắng trợn. Bản báo cáo thất vọng hoài nghi người nghi ngờ liệu các thử nghiệm đã thực sự độc lập và đề nghị một giả mạo có thể xảy ra kết quả xét nghiệm. Những người khác làm minh bạch của "thành phần bí mật" cho phép các phản ứng tổng hợp Rossi để tái tạo công nghệ này.

Rossi - một kẻ lừa đảo?

Andrea impozanten. Ông xuất bản một công bố với thế giới trên độc đáo tiếng Anh trong phần ý kiến của họ trang web, pretentiously gọi là "Tạp chí Vật lý hạt nhân". Nhưng những nỗ lực không thành công trước đây của ông bao gồm các dự án chuyển đổi chất thải Ý trong nhiên liệu và một máy phát nhiệt điện. Petroldragon, dự án quản lý chất thải trong các nguồn năng lượng, đã thất bại một phần là do việc bán phá giá bất hợp pháp các chất thải được điều khiển bởi tổ chức tội phạm Ý, mà mở ra một vụ án hình sự chống lại ông vì vi phạm các quy định xử lý chất thải. Ông cũng tạo ra một thiết bị nhiệt điện cho Corps of Engineers quân đội Mỹ, nhưng khi thử nghiệm các tiện ích được sản xuất chỉ là một phần của năng lực khai báo.

Nhiều người không tin tưởng Nga, và tổng biên tập của New Energy Times chỉ gọi ông là một tên tội phạm, sau đó một loạt các thất bại sức mạnh các cụm chiếu.

xác minh độc lập

Rossi đã ký hợp đồng với các công ty Mỹ công nghiệp nhiệt để tiến hành kiểm tra hàng năm được phân loại cài đặt 1-megawatt của nhiệt hạch lạnh. Bộ máy là một container vận chuyển, đóng gói trong hàng chục E-Cát. Thí nghiệm phải được giám sát bởi một bên thứ ba, trong đó sẽ có thể xác nhận rằng thực sự là trường hợp của thế hệ nhiệt. Rossi nói rằng ông dành phần lớn năm ngoái, gần như sống trong một container, và theo dõi các hoạt động trong hơn 16 giờ mỗi ngày để chứng minh tính khả thi thương mại của E-Cát.

kiểm tra tài chính kết thúc vào tháng Ba. Những người ủng hộ Rossi mong muốn báo cáo quan sát, hy vọng để biện minh cho anh hùng của mình. Nhưng cuối cùng họ đã nhận được đơn kiện.

thử nghiệm

Trong tuyên bố của mình để tòa án Florida Rossi tuyên bố rằng các thử nghiệm đã thành công và trọng tài độc lập khẳng định rằng E-Cát lò phản ứng sản xuất sáu lần nhiều năng lượng hơn so với tiêu thụ. Ông cũng tuyên bố rằng công ty công nghiệp nhiệt đồng ý trả tiền cho ông $ 100,000,000-11.500.000 trước sau một thử nghiệm 24 giờ (bị cáo buộc cho các quyền cấp phép cho công ty có thể bán công nghệ này tại Hoa Kỳ) và một người khác 89 triệu sau khi hoàn thành thành công của thử nghiệm mở rộng trong vòng 350 ngày. Nga cáo buộc IH trong việc thực hiện "âm mưu lừa đảo", mục đích trong đó là hành vi trộm cắp tài sản trí tuệ của mình. Ông cũng cáo buộc công ty chiếm dụng lò phản ứng E-Cát, sao chép bất hợp pháp các công nghệ tiên tiến và các sản phẩm, tính năng và cấu trúc và nỗ lực bất hợp pháp để có được một bằng sáng chế về sở hữu trí tuệ của mình.

mỏ vàng

Ở những nơi khác Rossi cho rằng trong bối cảnh của một trong những cuộc biểu tình của ông công ty IH nhận được từ các nhà đầu tư của 50-60 triệu $ và 200 triệu từ Trung Quốc sau khi chơi với các quan chức Trung Quốc một quan chức cấp cao hơn. Nếu điều này là đúng, bị đe dọa nhiều hơn một trăm triệu đô la. Nhiệt công nghiệp từ chối những tuyên bố như không có cơ sở và dự định sẽ tích cực bảo vệ. Quan trọng hơn, cô nói, rằng "trong hơn ba năm làm việc trên thư xác nhận các kết quả, trong đó bị cáo buộc làm Rossi và E-Cát-công nghệ của mình, tất cả không có kết quả."

IH không tin vào hiệu quả của E-Cát, và Tạp chí Năng lượng mới lần thấy không có lý do gì để nghi ngờ điều này. Trong ấn bản tháng 6 năm 2011 của người đại diện ông đến thăm Ý, Rossi đã phỏng vấn và quay phim một cuộc biểu tình của ông E-Cát. Sau một ngày nào đó, ông cho biết về mối quan tâm nghiêm túc của mình về cách thức các phép đo nhiệt điện. Sau 6 ngày, nhà báo đăng tải video của mình trên YouTube. Các chuyên gia từ khắp nơi trên thế giới gửi cho ông phân tích, được công bố vào tháng Bảy. Nó trở nên rõ ràng rằng đó là một trò lừa bịp.

xác nhận thực nghiệm

Tuy nhiên, một số nhà nghiên cứu - Aleksandru Parhomovu của Đại học Hữu nghị các dân Nga và bộ nhớ dự án Martina Fleyshmana (MFPM) - quản lý để tạo lại nhiệt hạch lạnh Rossi. Báo cáo MFPM gọi là "The End của thời đại carbon là gần." Lý do cho sự ngưỡng mộ như vậy là sự khám phá của vụ nổ tia gamma, mà không thể giải thích trừ bằng phản ứng nhiệt hạch. Theo các nhà nghiên cứu, từ Nga là chính xác những gì ông nói.

Khả thi recipe ngoài trời lạnh năng lượng nhiệt hạch hạt nhân có thể gây ra "Gold Rush". phương pháp thay thế mà sẽ bỏ qua các bằng sáng chế của Nga và để nó ở phía bên của một doanh nghiệp năng lượng hàng tỉ đô la có thể được tìm thấy.

Vì vậy, có lẽ, Rossi có vẻ rất muốn tránh điều này xác nhận.