Термоядролук реактордун иллюстрациясы.
Гетти
Дүйнөдө көмүртек-нейтралдуу энергияны өндүрүүгө жардам берерден мурун, синтез энергиясы туруктуу синтез реакциясынан да көптү талап кылат. АКШнын Энергетика министрлиги синтезди иштетүү үчүн технологиялар жана процесстер топтому үчүн изилдөө жана өнүктүрүү күн тартибин аныктады.
Эки DOE кызматкери a Webinar Бейшемби күнү Улуттук илимдер, инженердик жана медицина академиялары (NASEM) өткөрдү. 2021-жылы NASEMде көбүрөөк камтылган билдирүү бул синтезди камсыз кылуучу технологияны тез өнүктүрүүгө үндөйт:
"Бул көп учурда келечекке калтырылганы менен, кийинки бир нече ондогон жылдардагы экономикалык синтез энергиясынын максаты АКШнын стратегиялык кызыкчылыгы катары иштетүүчү материалдарды, компоненттерди жана синтездик өзөктүк технологияларды изилдөө жана иштеп чыгууну тез арада көбөйтүү зарылдыгын жаратат."
беш баса белгиленген бейшемби камтыйт:
1 Fusion-Proof материалдар
биригүү реакциясы пайда болгон плазма болушу мүмкүн күндөн ысык. Күчтүү магнит талаасы же инерция плазманы чектеп, аны реактордун дубалдарынан жана компоненттеринен буферлей алат, бирок ошентсе да термоядролук реакторлор өтө ысыкты жана суутек изотоптору гелийге айланганда нейтрондорду бомбалоону көтөрө ала турган материалдарды талап кылат.
Потенциалдуу материалдарды текшерүү үчүн окумуштуулар синтез реакциясына окшош шарттарды түзүшү керек.
"Экспозициянын көп жылдарга созулушу мүмкүн болгон материалдарды чогултуу үчүн синтез-прототиптик нейтрон булагына өтө муктаждык бар" деди Скотт Хсу, DOEнин башкы синтез координатору. Бул нейтрон булагы иштелип жатканда, ал кошумчалагандай, машинаны үйрөнүү жана материалдарды тестирлөө талапкердик материалдардын санын кыскартууга жардам берет.
Ошондой эле "чыныгы өзгөрүүчү биринчи дубал жана жууркан конструкцияларын колдонуу менен материалдардан толугу менен качуу мүмкүнчүлүгү бар, мында сизде плазманы караган эч кандай катуу материал жок болушу мүмкүн жана бул материал маселесин дээрлик четке кагат" деди Хсу. "Жана биз бул идеяларды үстөлдүн үстүндө кармашыбыз керек."
2 Тритий селекционери
Эң кеңири таралган синтез реакторунун конструкцияларында суутектин эки изотопу — дейтерий (2H) жана тритий (3H) — күйүүчү май катары.
"Эгерде биз дейтерий-тритий күйүүчү май циклин колдоно турган болсок, анда биз жылуулукту бөлүп алып, тритийди көбөйтүүгө туура келет" деди Ричард Хаврилюк, DOE Илим кеңсесинин улук техникалык кеңешчиси жана NASEM 2021 отчетунун төрагасы. .
«Өзгөчө кыйынчылык отун циклин коопсуз жана эффективдүү жабуу зарылчылыгы», - деп айтылат докладда, «дейтерий-тритий синтезинин конструкциялары үчүн тритийди көбөйтүү жана бөлүп алуу үчүн жууркандарды иштеп чыгуу, ошондой эле күйүүчү май куюу, чарчоо, чектөө, тритийди олуттуу өлчөмдө бөлүп алуу жана бөлүп алуу».
3 Чыгаруу системасы
Термоядролук реакцияда пайда болгон көзгө көрүнбөгөн жылуулуктун бир бөлүгү кубат өндүрүү үчүн колдонулат, бирок адегенде аны башкаруу керек жана ашканадагы стандарттуу желдеткичиңиз андай кылбайт.
"Толук изилдөө программасы термоядролук нейтрон чөйрөсүндө реакторго тиешелүү энергияны иштетүүнү баалоо үчүн термоядролук электр станциясына окшош чөйрөлөрдү өндүрүүчү сыноо жабдууларын талап кылат" деп айтылат NASEM отчетунда.
4 Дагы эффективдүү лазер
DOE Улуттук от алдыруу мекемеси (NIF) декабрда көптөн күткөн жетишкендигин белгиледи, ал синтез реакциясын тутандырган лазердин нурларына (3.15 мегаджоуль) караганда көбүрөөк энергия (2.05 мегаджоуль) бөлүп чыгарган. Бирок лазерди иштетүү үчүн 300 мегаджоуль керектелет.
Акыр-аягы, мындай лазерлер ишке киргизилгенден кийин синтез реакторунун электр энергиясы менен иштейт. Бирок эффективдүү лазерлер колдонуучуга же тармакка көбүрөөк күч калтырып, эффективдүү реакторлорду билдирет.
5 Кайталоо
Лазердин эффективдүү болушу үчүн бул жетишсиз. Ал ошондой эле мушкет сыяктуу азыраак жана пулемет сыяктуу иштеши керек.
"NIFдеги эң сонун натыйжа, - деди Хаврилук, - биз жылына бир нече ок тартуу менен ушундай деңгээлге жеттик. Сиз секундасына бир нече ок же секундасына бир кадр жасай турган деңгээлге жетишиңиз керек, демек, кайталоонун ылдамдыгы да биз өздөштүрүшүбүз керек.
Бул күйүүчү май капсуласынан баштап процесстин ар бир кадамы үчүн кайталоо ылдамдыгын жогорулатат. Журналга Караганда илим, "Күнүнө бир миллион капсулаларды жасап, толтуруп, жайгаштырып, жардыруу жана тазалоо керек — бул чоң инженердик кыйынчылык."
Булак: https://www.forbes.com/sites/jeffmcmahon/2023/02/20/top-5-side-hustles-for-the-fusion-industry/