සහ ඒකාබද්ධ කිරීම?
අන්තර්ගතය
චීන විශේෂඥයින් විසින් සංශ්ලේෂණය සඳහා ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ඉදිකිරීම පිළිබඳ පසුගිය වසර අවසානයේ වාර්තා සංවේදී විය (1). Chengdu හි පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානයක පිහිටා ඇති HL-2M පහසුකම 2020 දී ක්රියාත්මක වන බව චීනයේ රාජ්‍ය මාධ්‍ය වාර්තා කළේය. මාධ්‍ය වාර්තාවල ස්වරයෙන් පෙන්නුම් කළේ තාප න්‍යෂ්ටික විලයනයේ නොබිඳිය හැකි ශක්තියට ප්‍රවේශ වීමේ ප්‍රශ්නය සදහටම විසඳී ඇති බවයි.
විස්තර දෙස සමීපව බැලීම ශුභවාදී හැඟීම සිසිල් කිරීමට උපකාරී වේ.
නව tokamak වර්ගයේ උපකරණ, මෙතෙක් දන්නා ඒවාට වඩා දියුණු සැලසුමක් සහිතව, සෙල්සියස් අංශක මිලියන 200 ට වැඩි උෂ්ණත්වයක් සහිත ප්ලාස්මා ජනනය කළ යුතුය. චීනයේ ජාතික න්‍යෂ්ටික සංස්ථාවේ නිරිතදිග භෞතික විද්‍යා ආයතනයේ ප්‍රධානී Duan Xiuru විසින් මාධ්‍ය නිවේදනයක් නිකුත් කරමින් මේ බව ප්‍රකාශ කළේය. මෙම උපකරණය ව්යාපෘතියේ වැඩ කරන චීන ජාතිකයින්ට තාක්ෂණික සහාය ලබා දෙනු ඇත ජාත්‍යන්තර තාප න්‍යෂ්ටික පර්යේෂණ ප්රතික්රියාකාරකය (ITER)මෙන්ම ඉදිකිරීම්.
ඒ නිසා මම හිතන්නේ එය චීන ජාතිකයන් විසින් නිර්මාණය කළත් එය තවමත් බලශක්ති විප්ලවයක් නොවේ. ප්රතික්රියාකාරකය KhL-2M මෙතෙක් දන්නේ අල්ප වශයෙනි. මෙම ප්රතික්රියාකාරකයේ පුරෝකථනය කරන ලද තාප ප්‍රතිදානය කුමක්ද යන්න හෝ එහි න්‍යෂ්ටික විලයන ප්‍රතික්‍රියාවක් ක්රියාත්මක කිරීමට අවශ්‍ය ශක්ති මට්ටම් මොනවාද යන්න අපි නොදනිමු. වඩාත්ම වැදගත් දෙය අපි නොදනිමු - චීන විලයන ප්රතික්රියාකාරකය ධනාත්මක ශක්ති සමතුලිතතාවයක් සහිත මෝස්තරයක් ද, නැතහොත් එය විලයන ප්‍රතික්‍රියාවකට ඉඩ සලසන තවත් පර්යේෂණාත්මක විලයන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ද, නමුත් ඒ සමඟම "ජ්වලනය" සඳහා වැඩි ශක්තියක් අවශ්‍ය වේ. ප්රතික්රියාවල ප්රතිඵලයක් ලෙස ලබා ගත හැකි ශක්තිය.
ජාත්‍යන්තර වෑයම
චීනය, යුරෝපා සංගමය, එක්සත් ජනපදය, ඉන්දියාව, ජපානය, දකුණු කොරියාව සහ රුසියාව සමඟ ITER වැඩසටහනේ සාමාජිකයින් වේ. ඇමරිකානු ඩොලර් බිලියන 20 ක් පමණ වැය වන ඉහත සඳහන් රටවල් විසින් අරමුදල් සපයන වත්මන් ජාත්‍යන්තර පර්යේෂණ ව්යාපෘති අතරින් මෙය මිල අධිකම වේ. එය සීතල යුද සමයේදී මිහායිල් ගොර්බචෙව් සහ රොනල්ඩ් රේගන්ගේ රජයන් අතර සහයෝගීතාවයේ ප්‍රති result ලයක් ලෙස විවෘත කරන ලද අතර වසර ගණනාවකට පසුව 2006 දී මෙම සියලු රටවල් විසින් අත්සන් කරන ලද ගිවිසුමකට ඇතුළත් විය.
2. ITER tokamak හි ඉදිකිරීම් ස්ථානයේ
දකුණු ප්‍රංශයේ Cadarache හි ITER ව්‍යාපෘතිය (2) ලොව විශාලතම tokamak, එනම් විද්‍යුත් චුම්භක මගින් ජනනය කරන බලවත් චුම්බක ක්ෂේත්‍රයක් භාවිතයෙන් හීලෑ කළ යුතු ප්ලාස්මා කුටියක් සංවර්ධනය කරමින් සිටී. මෙම නව නිපැයුම 50 සහ 60 ගණන් වලදී සෝවියට් සංගමය විසින් සංවර්ධනය කරන ලදී. ව්යාපෘති කළමනාකරු, Lavan Koblenz, 2025 දෙසැම්බර් වන විට සංවිධානයට "පළමු ප්ලාස්මාව" ලැබිය යුතු බව නිවේදනය කළේය. ITER සෑම අවස්ථාවකදීම පුද්ගලයන් 1 දහසකට පමණ තාප න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාවකට සහාය විය යුතුය. තත්පර, ශක්තිය ලබා ගැනීම 500-1100 MW. සංසන්දනය කිරීම සඳහා, මේ දක්වා විශාලතම බ්‍රිතාන්‍ය tokamak, ජෙට් (ඒකාබද්ධ යුරෝපීය ටෝරස්), තත්පර දස කිහිපයක් සඳහා ප්‍රතික්‍රියාවක් රඳවා තබා ගන්නා අතර දක්වා ශක්තිය ලබා ගනී 16 MW. මෙම ප්රතික්රියාකාරකයේ ශක්තිය තාපය ආකාරයෙන් මුදා හරිනු ඇත - එය විදුලිය බවට පරිවර්තනය කළ යුතු නොවේ. ව්‍යාපෘතිය පර්යේෂණ අරමුණු සඳහා පමණක් වන බැවින් ජාලයට විලයන බලය ලබා දීම ප්‍රශ්නයෙන් තොරය. ITER පදනම මත පමණක් අනාගත තාප න්‍යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක නිපදවනු ලබන අතර එය බලයට ළඟා වේ. 3-4 දහසක්. මෙ.වො.
සාමාන්‍ය විලයන බලාගාර තවමත් නොපවතින ප්‍රධාන හේතුව (වසර හැටකට වැඩි විස්තීර්ණ හා වියදම් අධික පර්යේෂණ තිබියදීත්) ප්ලාස්මා හැසිරීම පාලනය කිරීමේ සහ "කළමනාකරණය" කිරීමේ දුෂ්කරතාවයයි. කෙසේ වෙතත්, වසර ගණනාවක් තිස්සේ අත්හදා බැලීම් බොහෝ වටිනා සොයාගැනීම් ලබා දී ඇති අතර, අද වන විට විලයන ශක්තිය වෙන කවරදාටත් වඩා සමීප බව පෙනේ.
හීලියම්-3 එකතු කරන්න, කලවම් කර රත් කරන්න
ITER ගෝලීය විලයන පර්යේෂණවල ප්‍රධාන අවධානය යොමු කරයි, නමුත් බොහෝ පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථාන, සමාගම් සහ හමුදා විද්‍යාගාර සම්භාව්‍ය ප්‍රවේශයෙන් බැහැර වන වෙනත් විලයන ව්යාපෘති සඳහා ද ක්‍රියා කරයි.
උදාහරණයක් ලෙස, මෑත වසරවල පවත්වන ලදී මැසචුසෙට්ස් තාක්ෂණ ආයතනයෙන් සමඟ අත්හදා බැලීම් හෙලම්-3 ඇතුළුව tokamak හි ආකර්ෂණීය ප්රතිඵල ලබා දුන්නේය ශක්තිය දස ගුණයකින් වැඩි වීම ප්ලාස්මා අයන. මැසචුසෙට්ස් තාක්ෂණ ආයතනයේ C-Mod tokamak පිළිබඳ අත්හදා බැලීම් සිදු කරන විද්යාඥයින්, බෙල්ජියමේ සහ එක්සත් රාජධානියේ විශේෂඥයින් එක්ව, අයන වර්ග තුනක් අඩංගු නව තාප න්‍යෂ්ටික ඉන්ධන වර්ගයක් නිපදවා ඇත. කණ්ඩායම Alcatel C-Mod (3) 2016 සැප්තැම්බර් මාසයේදී නැවත අධ්‍යයනයක් සිදු කරන ලද නමුත් මෙම අත්හදා බැලීම්වල දත්ත මෑතකදී විශ්ලේෂණය කර ඇති අතර එමඟින් ප්ලාස්මා ශක්තියේ විශාල වැඩිවීමක් අනාවරණය විය. එහි ප්රතිඵල කෙතරම් දිරිගන්වනසුලුද යත්, එක්සත් රාජධානියේ JET ලොව විශාලතම මෙහෙයුම් විලයන රසායනාගාරය පවත්වාගෙන යන විද්‍යාඥයන් එම අත්හදා බැලීම් නැවත කිරීමට තීරණය කළහ. ශක්තියේ එකම වැඩිවීමක් ලබා ගන්නා ලදී. අධ්‍යයනයේ ප්රතිඵල Nature Physics සඟරාවේ පළ කර ඇත.
3. Tokamak Alcator C-Mod ක්රියාත්මක වේ
න්‍යෂ්ටික ඉන්ධනවල කාර්යක්ෂමතාවය ඉහළ නැංවීම සඳහා යතුර වූයේ හීලියම් හි ස්ථායී සමස්ථානිකයක් වන හීලියම්-3 හෝඩුවාවක් ප්‍රමාණයන් දෙකක් වෙනුවට එක් නියුට්‍රෝනයක් සමඟ එකතු කිරීමයි. ඇල්කේටර් සී ක්‍රමයේදී භාවිතා කරන ලද න්‍යෂ්ටික ඉන්ධනවල මීට පෙර අඩංගු වූයේ ඩියුටීරියම් සහ හයිඩ්‍රජන් යන අයන වර්ග දෙකක් පමණි. ඩියුටීරියම්, එහි න්‍යෂ්ටියේ නියුට්‍රෝනයක් සහිත හයිඩ්‍රජන් වල ස්ථායී සමස්ථානිකයක් (නියුට්‍රෝන නොමැති හයිඩ්‍රජන් වලට ප්‍රතිවිරුද්ධව) ඉන්ධන වලින් 95%ක් පමණ වේ. ප්ලාස්මා පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථානයේ සහ මැසචුසෙට්ස් තාක්ෂණ ආයතනයේ (PSFC) විද්‍යාඥයන් විසින් ක්‍රියාවලියක් භාවිතා කරන ලදී. RF උණුසුම. Tokamak අසල ඇති ඇන්ටනා අංශු උද්දීපනය කිරීමට නිශ්චිත ගුවන් විදුලි සංඛ්‍යාතයක් භාවිතා කරන අතර හයිඩ්‍රජන් අයන "ඉලක්ක" කිරීමට තරංග ක්‍රමාංකනය කෙරේ. හයිඩ්‍රජන් ඉන්ධනවල සම්පූර්ණ ඝනත්වයෙන් ඉතා කුඩා කොටසක් වන නිසා, අයනවලින් කුඩා කොටසක් පමණක් රත් කිරීමේදී සාන්ද්‍රණය කිරීමෙන් ආන්තික ශක්ති මට්ටම් කරා ළඟා වීමට ඉඩ සලසයි. තවද, උත්තේජනය කරන ලද හයිඩ්‍රජන් අයන මිශ්‍රණයේ පවතින ඩියුටීරියම් අයන වෙත ගමන් කරන අතර, මේ ආකාරයෙන් සාදන ලද අංශු ප්රතික්රියාකාරකයේ පිටත කවචයට ඇතුළු වී තාපය මුදා හරියි.
3% ට වඩා අඩු ප්‍රමාණයකින් මිශ්‍රණයට හීලියම්-1 අයන එකතු කළ විට මෙම ක්‍රියාවලියේ කාර්යක්ෂමතාව වැඩිවේ. සියලුම රේඩියෝ උණුසුම හීලියම්-3 කුඩා ප්‍රමාණයකට සංකේන්ද්‍රණය කිරීමෙන් විද්‍යාඥයන් අයනවල ශක්තිය මෙගා ඉලෙක්ට්‍රෝන වෝල්ට් (MeV) දක්වා ඉහළ නැංවීය.
මුලින්ම පැමිණෙන අය - රුසියානු භාෂාවෙන් සමාන වේ: ප්රමාද වූ අමුත්තා සහ ඇටකටු අනුභව කිරීම
පසුගිය වසර කිහිපය තුළ පාලිත විලයන කාර්යයේ ලෝකයේ බොහෝ වර්ධනයන් ඇති වී ඇති අතර එය විද්‍යාඥයින්ගේ සහ අප සියලු දෙනාගේ බලාපොරොත්තු නැවත පණ ගන්වා අවසානයේ බලශක්තියේ "ශුද්ධ ග්‍රේල්" වෙත ළඟා විය.
හොඳ සංඥා අතර, එක්සත් ජනපද බලශක්ති දෙපාර්තමේන්තුවේ (DOE) ප්‍රින්ස්ටන් ප්ලාස්මා භෞතික විද්‍යාගාරයේ (PPPL) සොයාගැනීම් ඇතුළත් වේ. තාප න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියා "ඇඳුම්" කිරීමේ ක්‍රියාවලියේදී තීරණාත්මක විය හැකි ඊනියා ප්ලාස්මා කැළඹීම් සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීම සඳහා රේඩියෝ තරංග ඉතා සාර්ථක ලෙස භාවිතා කර ඇත. එම පර්යේෂණ කණ්ඩායම විසින් 2019 මාර්තු මාසයේදී ලිතියම් ටෝකමාක් අත්හදා බැලීමක් වාර්තා කරන ලද අතර එහි පරීක්ෂණ ප්රතික්රියාකාරකයේ අභ්‍යන්තර බිත්ති ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණවල බහුලව භාවිතා වන බැටරි වලින් දන්නා ද්‍රව්‍යයක් වන ලිතියම් වලින් ආලේප කර ඇත. විද්‍යාඥයන් සඳහන් කළේ ප්රතික්රියාකාරකයේ බිත්ති මත ඇති ලිතියම් ආස්තරය විසිරුණු ප්ලාස්මා අංශු අවශෝෂණය කර ඒවා ප්ලාස්මා වලාකුළට නැවත පරාවර්තනය වීම වළක්වන බවත් තාප න්‍යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාවලට බාධා කරන බවත්ය.
4. TAE Technologies ව්යාපෘතියේ දෘශ්‍යකරණය
ප්‍රධාන කීර්තිමත් විද්‍යාත්මක ආයතනවල විද්වතුන් ඔවුන්ගේ ප්‍රකාශයන්හි ප්‍රවේශම් සහගත ශුභවාදීන් බවට පත්ව ඇත. මෑතදී, පුද්ගලික අංශයේ පාලිත විලයන ශිල්පීය ක්‍රම පිළිබඳ උනන්දුව ද විශාල ලෙස වැඩි වී තිබේ. 2018 දී, Lockheed Martin ඉදිරි දශකය තුළ සංයුක්ත විලයන ප්රතික්රියාකාරක (CFR) මූලාකෘතියක් සංවර්ධනය කිරීමේ සැලසුමක් නිවේදනය කළේය. සමාගම වැඩ කරන තාක්ෂණය ක්රියාත්මක වන්නේ නම්, වර්ග අඩි 100 ක උපකරණයක අවශ්‍යතා සපුරාලීමට ප්‍රමාණවත් විදුලිය ලබා දීමට ට්‍රක් රථ ප්‍රමාණයේ උපකරණයකට හැකි වේ. නගරයේ පදිංචිකරුවන්.
අනෙකුත් සමාගම් සහ පර්යේෂණ මධ්‍යස්ථාන TAE Technologies සහ Massachusetts Institute of Technology ඇතුළුව පළමු සැබෑ විලයන ප්රතික්රියාකාරකය තැනිය හැක්කේ කාටදැයි බැලීමට තරඟ කරයි. Amazon හි Jeff Bezos සහ Microsoft හි Bill Gates පවා මෑතකදී ඒකාබද්ධ ව්‍යාපෘතිවලට සම්බන්ධ වී ඇත. එන්බීසී ප්‍රවෘත්ති මෑතකදී එක්සත් ජනපදයේ කුඩා විලයන-පමණි සමාගම් දාහතක් ගණන් කළේය. General Fusion හෝ Commonwealth Fusion Systems වැනි ආරම්භකයින් නව්‍ය සුපිරි සන්නායක මත පදනම් වූ කුඩා ප්රතික්රියාකාරක කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි.
"සීතල විලයන" සංකල්පය සහ විශාල ප්රතික්රියාකාරක සඳහා විකල්ප, tokamaks පමණක් නොව, ඊනියා. තාරකා විද්යාඥයින්, තරමක් වෙනස් මෝස්තරයක් සහිතව, ජර්මනිය ඇතුළුව ඉදිකර ඇත. වෙනස් ප්‍රවේශයක් සෙවීම ද දිගටම කරගෙන යයි. මෙයට උදාහරණයක් ලෙස හැඳින්වෙන උපකරණයකි Z-pinch, වොෂින්ටන් විශ්ව විද්‍යාලයේ විද්‍යාඥයන් විසින් ගොඩනගා ඇති අතර Physics World සඟරාවේ නවතම කලාපයක විස්තර කර ඇත. Z-pinch ක්‍රියා කරන්නේ ප්ලාස්මා ප්‍රබල චුම්භක ක්ෂේත්‍රයක සිරකර සම්පීඩනය කිරීමෙනි. අත්හදා බැලීමේදී, ප්ලාස්මාව මයික්‍රෝ තත්පර 16ක් ස්ථායී කිරීමට හැකි වූ අතර, මෙම කාලයෙන් තුනෙන් එකක් පමණ විලයන ප්‍රතික්‍රියාව සිදු විය. බොහෝ විද්‍යාඥයින්ට තවමත් මේ පිළිබඳව බරපතල සැකයන් ඇතත්, කුඩා පරිමාණයේ සංශ්ලේෂණය කළ හැකි බව මෙම නිරූපණයෙන් පෙන්නුම් කළ යුතුව තිබුණි.
අනෙක් අතට, Google සහ අනෙකුත් දියුණු තාක්ෂණ ආයෝජකයින්ගේ සහයෝගයට ස්තූතිවන්ත වන පරිදි, කැලිෆෝනියා සමාගම TAE Technologies විලයන අත්හදා බැලීම් සඳහා සාමාන්‍යයට වඩා වෙනස් එකක් භාවිතා කරයි, බෝරෝන් ඉන්ධන මිශ්රණය, මුලින් ඊනියා විලයන රොකට් එන්ජිම සඳහා කුඩා සහ ලාභදායී ප්රතික්රියාකාරක සංවර්ධනය කිරීමට භාවිතා කරන ලදී. මූලාකෘති සිලින්ඩරාකාර විලයන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් (4ප්ලාස්මා වළලු දෙකක් සෑදීමට හයිඩ්‍රජන් වායුව රත් කරන කවුන්ටර බාල්ක (CBFR) සමඟ. ඒවා නිෂ්ක්‍රීය අංශු මිටි සමඟ ඒකාබද්ධ වන අතර එවැනි තත්වයක තබා ඇති අතර එමඟින් ප්ලාස්මාවේ ශක්තිය හා කල්පැවැත්ම වැඩි කළ යුතුය.
කැනේඩියානු ප්‍රාන්තයේ බ්‍රිටිෂ් කොලොම්බියාවේ තවත් විලයන ආරම්භක ජෙනරල් ෆියුෂන් ජෙෆ් බෙසෝස්ගේම සහයෝගය ලබා ගනී. සරලව කිවහොත්, වානේ බෝලයක් තුළ ඇති ද්‍රව ලෝහ බෝලයකට (ලිතියම් සහ ඊයම් මිශ්‍රණයක්) උණුසුම් ප්ලාස්මා එන්නත් කිරීම ඔහුගේ සංකල්පයයි, ඉන්පසු ප්ලාස්මාව ඩීසල් එන්ජිමකට සමාන පිස්ටන් මගින් සම්පීඩනය කරයි. නිර්මාණය කරන ලද පීඩනය විලයනයට තුඩු දිය යුතු අතර, එය නව ආකාරයේ බලාගාරයක ටර්බයින බල ගැන්වීම සඳහා විශාල ශක්තියක් මුදා හරිනු ඇත. ජෙනරල් ෆියුෂන් හි ප්‍රධාන තාක්ෂණ නිලධාරි මයික් ඩෙලගේ පවසන්නේ වාණිජ න්‍යෂ්ටික විලයනය වසර දහයකින් ආරම්භ විය හැකි බවයි.
5. එක්සත් ජනපද නාවික හමුදාවේ තාප න්‍යෂ්ටික පේටන්ට් බලපත්‍රයකින් නිදර්ශනය.
මෑතකදී, එක්සත් ජනපද නාවික හමුදාව "ප්ලාස්මා විලයන උපාංගයක්" සඳහා පේටන්ට් බලපත්‍රයක් ද ගොනු කළේය. පේටන්ට් බලපත්‍රය "වේගවත් කම්පනය" නිර්මාණය කිරීම සඳහා චුම්බක ක්ෂේත්‍ර ගැන කතා කරයි (5) එහි අදහස වන්නේ අතේ ගෙන යා හැකි තරම් කුඩා විලයන ප්රතික්රියාකාරක තැනීමයි. මෙම පේටන්ට් අයදුම්පත සැක සහිත බව අමුතුවෙන් කිව යුතු නැත.
