Inginerii și oamenii de știință din întreaga lume lucrează la un imens mini-stele, care va avea loc în aceeași reacție ca soarele. În viitor, o astfel de metodă va fi utilizată pentru a genera energie electrică. Un nou proiect numit ITER (ITER), se efectuează la centrul de cercetare Cadarache (Cadarache), situat în Aix-en-Provence din sudul Franței.
Instalația va cântări de trei ori dimensiunea Turnului Eiffel și va ocupa o suprafață egală cu 60 de terenuri de fotbal. În interiorul clădirii construite va fi amplasat reactorul nuclear, care, după cum speră oamenii de știință, va produce electricitate ca urmare a fuziunii nucleare. Va fi capabil să producă energie curată și sigură, care va reduce dependența de combustibilii fosili.
Primul tokamak a fost construit în URSS la Institutul de Energie Atomică im.V. Kurchatov în 1956
În interiorul reactorului de reduse și controlat, așa cum va fi aceeași reacție ca și cea a Soarelui, adică fuziunea nucleară. Este rezultatul unei coliziuni între două nuclee atomice, care determină eliberarea energiei sub formă de fotoni. Oamenii de știință speră să îmblânzească această energie și să o reutilizeze, înlocuind formele murdare și limitate de energie pe care le folosim astăzi.
După descoperirea fisiunii nucleare, a fost descoperit procesul invers: fuziunea nucleară - când nucleele luminoase se combină în cele mai grele.
procesele de fuziune nucleară apar pe soare - patru izotopi de hidrogen (H-1) conectate într-un heliu-4 cu eliberare cantități enorme de energie.
Pe pământ se utilizează izotopi de hidrogen în reacția de sinteză: deuteriu (hidrogen-2) și tritiu (hidrogen-3):
31H + 21H + 42He + 10n
Fuziunea nucleară, cum ar fi fisiunea nucleară, nu a fost o excepție. Prima aplicație practică a acestei reacții a fost o bombă cu hidrogen, consecințele acesteia fiind descrise mai devreme.
Dacă oamenii de știință au învățat deja cum să controleze reacția în lanț a fisiunii nucleelor, atunci controlul energiei eliberate de fuziunea nucleară este încă un vis nerealizabil.
Aplicarea practică a împărțirii energiei nucleare în centrale nucleare are un dezavantaj semnificativ - utilizarea deșeurilor nucleare uzate. Acestea sunt radioactive, - oferă un risc pentru organismele vii, și timpul de înjumătățire este suficient de mare - câteva mii de ani (în acest timp, deșeurile radioactive vor fi periculoase).
Fuziunea nucleară nu are deșeuri nocive - acesta este unul dintre principalele avantaje ale utilizării sale. Rezolvarea problemei controlului fuziunii nucleare ne va permite să obținem o sursă inepuizabilă de energie.
Ca rezultat al soluționării practice a acestei probleme, a fost creată o instalare Tokamak.
Cuvântul „Tokamak“ - pentru diferite versiuni ale acestuia sau contracție a cuvintelor toroidale, camere, bobine magnetice sau dispozitive pentru ușor pronunția abrevierea a camerei toroidale cu câmp magnetic, care descriu principalele elemente ale capcanei magnetice, inventat de AD Sakharov în 1950. Schema tokamak este prezentată în figură:
Primul tokamak a fost construit în Rusia în Institutul de Energie Atomică im.V. Kurchatov în 1956
Pentru funcționarea cu succes a instalării tokamak, trebuie rezolvate trei probleme
Sarcina 1. Temperatura. Procesul de fuziune nucleară necesită o energie de activare extrem de ridicată. Izotopii de hidrogen trebuie încălziți la o temperatură de aproximativ 40 milioane K - o temperatură care depășește temperatura soarelui!
La această temperatură, electronii "se evaporă" - numai plasa încărcată pozitiv - nucleele de atomi încălzite la o temperatură ridicată.
Oamenii de știință încearcă să încălzească materia până la o astfel de temperatură cu ajutorul unui câmp magnetic și a unui laser, dar, până acum, fără succes.
Sarcina 2. Ora. Pentru a începe reacția de fuziune nucleară, nucleele încărcate trebuie să fie suficient de aproape una de alta la T = 40 mln.K destul de mult timp - aproximativ o secundă.
Problema 3. Plasma. Ai inventat un solvent absolut? Minunat! Dar, lasă-mă să întreb - unde îl veți păstra?
În timpul fuziunii nucleare, substanța este într-o stare de plasmă la o temperatură foarte ridicată. Dar, în astfel de condiții, orice substanță va fi într-o stare gazoasă. Deci cum păstrezi plasma?
Deoarece plasma are o încărcătură, un câmp magnetic poate fi folosit pentru ao ține. Dar, din păcate, oamenii de știință nu au reușit încă să creeze un "balon magnetic" de încredere.
Conform previziunilor cele mai optimiste ale oamenilor de știință vor avea nevoie de 30-50 de ani pentru a crea o sursă de lucru de sursă de energie curată - „piatra funerara“ pentru magnați de petrol și gaze. Cu toate acestea, nu este un fapt că, până atunci, omenirea nu își va cheltui rezervele de petrol și gaze.
În total, în lume au fost construite aproximativ 300 de tokamaks. Mai jos sunt listate cele mai mari dintre ele.
Kazahstan
Material Kazahstan Tokamak (KMT) - o instalație de fuziune experimental pentru regimurile de cercetare și de testare a materialelor în sarcini de putere aproape de ITER și viitoarelor reactoare de fuziune a energiei. Locul de construcție al KTM este orașul Kurchatov.
Europa și Marea Britanie
Joint Torus European este cel mai mare tokamak activ din lume, creat de organizația Euratom din Marea Britanie. Utilizează încălzire combinată: 20 MW - injecție neutră, 32 MW - rezonanță ciclotron ion. Ca urmare, criteriul Lawson este de numai 4-5 ori mai mic decât nivelul de aprindere.
Tore Supra este un tokamak cu bobine superconductoare (la 1,8 K), unul dintre cele mai mari din lume. Se află în centrul de cercetare Cadarache (Franța).
Japonia
JT-60 este cel mai mare tokamak japonez care funcționează la Institutul Japonez de Cercetare pentru Energie Atomică din 1985.
Triam - cu magneți superconductori
Trimiteți-le prietenilor: