Bilim adamları, şüphesiz olanın çözümünü parmak uçlarıyla okşuyorlar. en büyük zorluklardan biri ITER’in tercih ettiği strateji olan manyetik hapsetme yoluyla nükleer füzyon tarafından önerilen (Uluslararası Termonükleer Deneysel Reaktör).
Diğer makalelerde gördüğümüz gibi, reaktörün içinde hapsedilen gaz son derece sıcaktır: 150 milyon derece santigrat.
Bu rakam başlı başına etkileyicidir, ancak Güneş’in çekirdeğinin yaklaşık bir sıcaklığa ulaştığını akılda tutarsak daha da etkileyicidir. 15 milyon santigrat derece ve yüzeyi “sadece” 5500 santigrat derecedir.
Reaktörün içinde hapsedilen gaz, 150 milyon santigrat dereceden az olmayan bir sıcaklığa ulaşır.
İçerisinde hapsedilen aşırı sıcak gaz olan plazmayı, Güneş’in çekirdeğinin sıcaklığının çok üzerinde ısıtabilmek için nükleer füzyon reaktörlerimize ihtiyacımız var çünkü çalıştığımız basınç nedeniyle. çok kalitesiz yıldızımızın çekirdeğine.
Hidrojenin reaktör içine verilmesi gereken iki izotopu olan döteryum ve trityum çekirdeklerinin üstesinden gelmeleri gereken kinetik enerjiyi elde etmelerini istiyorsak doğal elektriksel itme ve kaynaşmaya başlarsa, plazmanın korkunç bir sıcaklığa ulaşması gerekir.
Tam olarak bahsettiğimiz 150 milyon santigrat derece. Ve tahmin edebileceğimiz gibi, bu sıcaklıkta bir gazla çalışmak kolay değil.
Plazma stabilizasyonu, bilim insanlarını en çok endişelendiren zorluklardan biridir.
1960’larda (EUROfusion tarafından önerilen seyahat programının en son revizyonuna bağlı kalırsak) hazır olmaları için ince ayarlanması gereken teknoloji ilk enerji santralleri nükleer füzyon reaktörleri ile donatılmış çok karmaşıktır.
Çözülmesi gereken zorluklar onlar titanikama yavaş yavaş bu projede yer alan araştırmacılar birbiri ardına engelleri yıkıyorlar.
En büyük zorluklardan biri, reaktör mantosu için yeni malzemeler bulmayı gerektirir (İngilizce olarak battaniye), vakum odasının içini kaplayan ve kritik bir role sahip bir yapı: vakum odasının kendisini, kriyostatı ve mıknatısları doğrudan darbelerden korumak. yüksek enerjili nötronlar (14 MeV) döteryum ve trityum çekirdeklerinin füzyonundan kaynaklanır.
IFMIF-DONES projesi, tam olarak, dayanıklı yeni malzemelerin geliştirilmesini takip eder. nötron radyasyonu minimum bozulma ile. Ancak nükleer füzyonun gerçekleşmesini istiyorsak, çözmemiz gereken tek zorluk bu değil.
Battaniye (‘battaniye’), döteryum ve trityum çekirdeklerinin füzyonundan kaynaklanan yüksek enerjili nötronların doğrudan etkisine maruz kaldığı için savaşın ilk satırındadır.
Bir diğer çok önemli zorluk, sürekli olarak kontrol altında tutmaktır. plazma dalgalanmaları vakum odasının mantosu ile doğrudan temas etmesini önlemek için.
MIT’den bir grup araştırmacı, YBCO olarak bilinen yeni bir süper iletken malzemenin geliştirilmesi üzerinde sadece üç yıldan fazla bir süredir çalışıyor.İtriyum-Baryum-Bakır Oksit) ne itriyum oksit, baryum ve bakırı birleştirir.
Geleneksel mıknatıslar tarafından üretilenden önemli ölçüde daha yoğun bir manyetik alan üretebilmeleri için bunu reaktör mıknatıslarında kullanmayı öneriyorlar. Bu strateji, plazmanın stabilizasyonunu kolaylaştırmalı ve ayrıca reaktörlerin inşasına izin verebilir. 65 kat daha kompakt ve gözle görülür şekilde daha verimli.
EUROfusion’ın stratejisi, tarife üçüncü bir bileşen eklemekten ibarettir.
Devam etmeden önce küçük bir adım geri atmak istiyoruz. Reaktör içinde hapsedilen plazma kritik sıcaklığa ulaştığında ve döteryum ve trityum çekirdekleri kazandıkları kinetik enerji sayesinde kaynaşmaya başladığında, bu reaksiyon sonucunda ortaya çıkar. bir helyum çekirdeği ve birkaç paragraf yukarıda bahsettiğimiz yüksek enerjili nötron.
Nötronlar, nötr bir küresel elektrik yüküne sahiptirler ve bu nedenle, büyük bir enerjiyle, mantonun onları beklediği, gördüğümüz gibi, ilk muhafaza bariyeri olan kabın duvarlarına doğru fırlatılırlar. Ancak helyum-4 çekirdekleri iyonize olurlar Elektronları olmadığından ve dolayısıyla pozitif bir elektrik yüküne sahip olduklarından, plazma içindeki manyetik alan tarafından sınırlandırılmış halde kalırlar.
Bu çekirdekler olarak da bilinir alfa parçacıklarıve döteryum ve trityum çekirdekleri arasındaki ilk füzyon reaksiyonlarının bir sonucu olarak ortaya çıkmaya başladıklarında, nükleer füzyonun gerçekleştiği gazın bir bileşeni daha olurlar.
Çok yakın zamana kadar bilim adamları, helyum-4 çekirdeklerinin enerjilerini parçacık çorbasına vermeye başladığında, kararsızlıklarının artacaktıbu nedenle bu rahatsızlıklar çözülmesi gereken bir sorunu temsil edebilir.
ITER deneysel nükleer reaktörün bulunduğu binanın bu rekreasyonu, yapının sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak analizini kolaylaştıran ANSYS yazılımı ile üretilmiştir.
Şimdiye kadar mevcut olan deneysel nükleer füzyon reaktörleri, nükleer füzyon reaksiyonunu helyum-4 çekirdeği üretiminin etkisini analiz edecek kadar uzun süre devam ettiremedi. plazma stabilitesinde, ancak bu senaryo yakın zamanda değişti. Ve bizi bu teknolojinin geleceğine iyimserlikle bakmaya davet ediyor.
Bir grup Avrupalı ve Amerikalı araştırmacı, ASDEX deneysel tokamak reaktörünü kullanmayı başardı (Eksenel Simetrik Saptırıcı DeneyiHelyum-4 çekirdeklerinin etkisini analiz etmek için Münih’te (Almanya) bulunan Max Planck Plazma Fiziği Enstitüsü’nün ) en dış katmanlarda plazmanın.
Helyum-4 çekirdekleri, plazmayı oluşturan parçacık çorbasının periferik bölgesinde dengeleyici bir etki gösterir.
Çalışmaları Physics of Plasmas bilimsel dergisinde yayınlandı ve ilk inanışın aksine helyum-4 çekirdeklerinin olduğunu gösteriyor. stabilize edici bir etkiye sahip olmak plazmayı oluşturan parçacık çorbasında. Ayrıca bu çekirdeklerin üretimi gazın sıcaklığının daha da artmasına, yeni helyum-4 çekirdeklerinin oluşumunun hızlandırılmasına ve net enerji üretiminin artmasına katkıda bulunur.
Bu, nihai olarak konsolide edilirse, plazma stabilizasyonunun yarattığı zorluğu çözme çabasında ileriye doğru çok önemli bir adımı temsil edecek harika bir haber olduğuna şüphe yok. Hala yapılacak çok şey var. Ayrıca üstesinden gelinmesi gereken birçok zorluk. Ama öyle görünüyor ki, çaba sarf ederek, bizi yenilenebilir enerjilerle el ele götürebilecek yeni bir enerji elde etme yöntemine doğru ilerlemeye devam ediyoruz. daha umutlu bir gelecek.
Resimler | ÖĞRENCİ
Daha fazla bilgi | EUROfüzyon
(function() {window._JS_MODULES = pencere._JS_MODULES || {};var headElement = document.getElementsByTagName(‘head’)[0];if (_JS_MODULES.instagram) {var instagramScript = document.createElement(‘script’);instagramScript.src=”https://platform.instagram.com/en_US/embeds.js”;instagramScript.async = true;instagramScript. erteleme = true;headElement.appendChild(instagramScript);}})();
– Haberler ITER, nükleer füzyonun en büyük zorluklarından birini çözmek için bir stratejiye sahiptir: Güneş’ten daha sıcak bir plazma nasıl stabilize edilir? aslen yayınlandı Xataka Juan Carlos Lopez’in fotoğrafı.
Orijinal kaynağı kontrol edin
Bunu severim:
Yükleniyor…
