Síntese de fusión. problemas de fusión

proxectos innovadores utilizando supercondutores modernos no futuro próximo permitirá a realización de fusión termonuclear controlada - así din algúns optimistas. Con todo, os expertos prevén que a aplicación práctica levará varias décadas.

Por que é tan difícil?

enerxía de fusión é considerada como unha potencial fonte de enerxía no futuro. É pura enerxía do átomo. Pero o que é e por que é tan difícil de conseguir? Para comezar a entender as diferenzas entre o clásico división do núcleo e fusión nuclear.

A división do átomo é que isótopos radioactivos - uranio ou plutonio - son rotas e convertidas a outros isótopos altamente radioactivos, os cales deben entón ser descartado ou reciclado.

Termonuclear reacción de síntese atópase no feito dos dous isótopos do hidróxeno - deuterio e tritio - se funden nunha única unidade, formando así un só helio e neutróns non tóxico, sen a produción de residuos radioactivos.

problema de control

As reaccións que se producen no sol ou na bomba de hidróxeno - unha síntese da fusión, e os enxeñeiros de unha tarefa asustado - como controlar este proceso nunha fábrica de enerxía?

É que, para que os científicos están a traballar desde os anos 1960. Outra experimental reactor termonuclear de fusión chamado Wendelstein 7-X foi lanzado na cidade alemá de Greifswald. Con todo, non pretende crear unha reacción - é só un deseño especial que está a ser probado (en vez de Tokamak stellarator).

de plasma de alta enerxía

Todas as instalacións termonucleares son unha característica común - unha forma en forma de anel. El baséase na idea de utilizar electromagnetos poderosas para producir un forte campo electromagnético cunha forma Toro - bicicleta inflado tubo interior.

Este campo electromagnético deberá ser tan denso que, cando é quentado nun forno de microondas a un millón de graos centígrados, o plasma debe aparecer no centro do anel. Logo ela acendeu a fusión puidese comezar.

demostración de

En Europa, actualmente realizados dous experimentos semellantes. Un deles é o Wendelstein 7-X, o cal xera pouco a súa primeira plasma helio. Outra - ITER - é unha enorme fusión instalación experimental no sur de Francia, que aínda está en construción e estará listo para o lanzamento en 2023.

Espérase que o ITER serán as reaccións nucleares reais, aínda que só por un curto período de tempo e, por suposto, non máis que 60 minutos. Este reactor é só un dos moitos pasos no camiño para garantir que, na práctica, para realizar a fusión.

reactor de fusión: máis pequeno e máis poderoso

Recentemente, varios deseñadores anunciaron a creación dun novo proxecto do reactor. Segundo un grupo de estudantes do Instituto de Tecnoloxía de Massachusetts, así como representantes da empresa - o fabricante de armas "Lockheed Martin", fusión nuclear pode ser realizada en instalacións que son moito máis potente e máis pequeno que o ITER, e eles están dispostos a facelo por dez anos.

A idea da nova concepción é a utilización de electromagnetos dos modernos supercondutores de alta temperatura, que exhiben as súas propiedades cando arrefriado con nitróxeno líquido, no canto do habitual, que necesitan de helio líquido. A nova tecnoloxía, máis flexible cambiará completamente o deseño do reactor.

Klaus Hash responsable da tecnoloxía de fusión nuclear no Instituto Tecnolóxico de Karlsruhe, no suroeste de Alemaña, é escéptico. Soporta o uso de novos supercondutores de alta temperatura para os novos modelos de reactores. Pero, segundo el, para desenvolver algo no ordenador, tendo en conta as leis da física non son suficientes. Cómpre ter en conta os retos que xorden en traducir ideas en práctica.

ficción científica

Segundo Hash, o modelo do MIT estudantes mostra só a posibilidade do proxecto. Pero, en realidade, hai unha morea de ciencia ficción. O proxecto supón que os problemas técnicos graves son resoltos de fusión. Pero a ciencia moderna non ten idea de como resolvelos.

Un deses problemas é a idea de bobinas desmontables. Co fin de obter dentro do arena, confinar o plasma nos eletroímãs proxecto MIT-modelo pode ser desmontado.

Sería moi útil, xa que sería posible ter acceso aos obxectos do sistema interno e para substituír-los. Pero en supercondutores realidade feita de material cerámico. Centos deles teñen que ser conectados forma sofisticada, para formar o campo magnético correcto. E hai un problema máis fundamental: a relación entre eles non é tan sinxelo como a conexión do cable de cobre. Ninguén sequera pensou en conceptos que axudarían a resolver estes problemas.

moi quente

A calor é tamén un problema. A temperatura de fusión do núcleo de plasma atinxe preto de 150 millóns de graos centígrados. Este calor extrema permanece no lugar - mesmo no centro do gas ionizado. Pero, aínda en torno a el é aínda moi quente - de 500 a 700 graos no núcleo do reactor, a capa interior ser un tubo de metal, que será "reproducidas" tritio necesario para a fusión nuclear ocorreu.

O ITER é un problema aínda maior - a chamada cuestión do poder. Esta parte do sistema, o cal se inclúe desde o combustible proceso de síntese utilizado, na maior parte helio. O primeiro compoñente de metal, no que o gas quente cae, chamado "divertor". Pode ser quecido por riba de 2000 º C.

problema divertor

Para planta pode resistir a tales temperaturas, os enxeñeiros están a tentar empregar unha volframio de metal, utilizados nas lámpadas incandescentes anticuados. temperatura de fusión de volframio de preto de 3000 graos. Pero hai outras limitacións.

O ITER iso se pode facer, porque o quecemento non acontece o tempo. Suponse que o reactor funcionará só 1-3% das veces. Pero esta non é unha opción para a fábrica, que debe operar nunha base de 24/7. E, se alguén alega ser capaz de construír un reactor menor co mesmo poder que o ITER, podemos dicir con certeza que non ten problemas solucións divertor.

A fábrica dentro de poucas décadas

Con todo, os científicos están optimistas sobre o desenvolvemento de reactores de fusión, con todo, non vai ser tan rápido como prevén uns entusiastas.

ITER é demostrar que a fusión termonuclear controlada pode, en realidade, producir máis enerxía que é gasto con calefacción do plasma. O seguinte paso é a construción dunha nova planta híbrida demostración, que sería realmente xerar electricidade.

Os enxeñeiros están a traballar agora no seu deseño. Terá de aprender as leccións do ITER, cuxo lanzamento está previsto para 2023. Tendo en conta o tempo necesario para o deseño, planificación e construción, parece pouco probable que a primeira estación de enerxía de fusión será iniciado moito máis cedo do que a metade do século XXI.

fusión en frío de Rossi

En 2014, o reactor independente de probas de E-Cat concluírse que o dispositivo para 32 días produciuse unha potencia de saída medio de 2800 W a unha consumidos 900 vatios. Isto é máis que capaz de identificar calquera reacción química. O resultado suxire ou un avance na fusión nuclear ou fraude absoluta. O informe decepcionado escépticos que dubidan de que o exame foi verdadeiramente independente e suxeriu unha posible falsificación dos resultados da proba. Outros fan elucidación de "ingredientes secretos" que permiten a fusión Rossi para reproducir esta tecnoloxía.

Rossi - un bandido?

Andrea impozanten. El publica unha proclamación ao mundo sobre o inglés única na sección de comentarios do seu sitio web, pretensiosamente chamado "Journal of Physics nuclear". Pero os seus intentos errados anteriores incluíron o proxecto de conversión de residuos italiana no combustible e un xerador termoelétrico. Petroldragon, proxecto de xestión de residuos na fonte de enerxía, fallou en parte porque o desaloxo ilegal de residuos é controlada polo crime organizado italiano, que abriu un proceso penal contra el por violación dos regulamentos de eliminación de residuos. Tamén creou un dispositivo termelétrico ao Corpo de Enxeñeiros do Exército dos Estados Unidos, pero ao probar o gadget produciu só unha parte da capacidade declarada.

Moitos non confiar Rusia, eo editor-xefe da New Energy veces só chamou-o un criminal, detrás da cal unha serie de focos de enerxía fallaron.

comprobación independente

Rossi asinou un contrato coa empresa americana de calor industrial para realizar probas anual de instalación 1-megawatt anuncio da fusión en frío. O aparello foi un contenedor de transporte, embalado en decenas de E-Cat. O experimento tivo que ser monitor por un terceiro, que sería capaz de confirmar que é realmente o caso de xeración de calor. Rossi di que pasou a maior parte do ano pasado, case vivir nun recipiente, e observou as operacións por máis de 16 horas ao día para comprobar a viabilidade comercial da E-Cat.

A proba rematou en marzo. Os defensores da Rossi desexando informes dos observadores, esperando para xustificar o seu heroe. Pero ao final eles recibiron unha acción xudicial.

xuízo

Na súa declaración ante o tribunal de Florida Rossi afirma que a proba foi exitoso e árbitro independente confirmou que o reactor E-Cat produce seis veces máis enerxía que consome. Tamén afirmou que a empresa calor industrial acordou pagar-lle US $ 100 millóns - adianto de 11,5 millóns tras unha proba de 24 horas (supostamente para os dereitos de licenza para a empresa podería vender esta tecnoloxía nos Estados Unidos) e outra de 89 millóns tras a conclusión da proba estendida dentro de 350 días. Rusia acusa IH na realización de "esquema fraudulento", cuxo propósito era o roubo de propiedade intelectual. Tamén acusou a empresa de apropiación indebida de reactor E-Cat, a copia ilegal de tecnoloxías innovadoras e produtos, recursos e estruturas e intento ilegal para obter unha patente sobre a súa propiedade intelectual.

mina de ouro

Noutra parte Rossi argumenta que contra o Pano de fondo dunha das súas manifestacións empresa IH recibidas de investimentos de US $ 50-60 millóns e 200 millóns de China tras xogar coas autoridades chinesas a funcionarios de nivel superior. Se iso é verdade, en xogo é moito máis que un centenar de millóns de dólares. Calor industrial rexeitou estas alegacións como infundadas e pretende defender activamente. Máis importante, di ela, que "por máis de tres anos traballando na confirmación dos resultados, que supostamente fixo Rossi eo seu E-Cat-tecnoloxía, todo en balde."

O IH non cren na eficacia do E-Cat, e New Energy Equipos Magazine non ve razón para dubidar diso. En xuño de 2011 edición do representante visitou Italia, Rossi entrevistou e filmou unha demostración do seu correo Cat. Despois dun día, el falou sobre as súas preocupacións serias sobre a forma como as medicións térmicas. Tras 6 días, o xornalista publicou o seu vídeo en YouTube. Especialistas en todo o mundo enviaron lle análises, que foron publicados en xullo. Tornouse claro que era unha broma.

confirmación experimental

Con todo, un número de investigadores - Aleksandru Parhomovu da Universidade de Amizade dos Pobos de Rusia e da memoria do proxecto Martina Fleyshmana (MFPM) - logrou reproducir a fusión en frío Rossi. informe MFPM chamado "O fin da era do carbono está próximo." A razón para tal admiración foi o descubrimento de explosións de raios gama, que non pode ser explicado senón por reacción de fusión. Segundo os investigadores, de Rusia é o que di.

receita viable enerxía de fusión nuclear en frío ao aire libre pode causar "Gold Rush". métodos alternativos que contornar a patente de Rusia e deixalo no lateral dun negocio de enerxía de millóns de dólares que se atopa.

Entón, talvez, Rossi preferiría para evitar esta confirmación.