Hvad er en tokamak? Bare om en fusionsreaktor
Source:
Kan du forestille dig en verden, som ikke har brug for ekstra energi? En verden, hvor du vil ikke nødt til at tænke over, hvordan at spare energi. Det vil være, hvis ikke gratis, så er meget billige. Forestil dig nu, at Solen hvert sekund producerer så meget energi, som menneskeheden har brugt i hele sin historie og ikke bruge lang tid på. Hvordan kan vi realisere energi fra Solen på vores planet? Det viser sig, at i over 60 år, der er teknologier, som kan give os, med næsten ubegrænsede energikilder til minimum penge, og med brug af næsten gratis brændstof. Et rimeligt spørgsmål: hvorfor er vi ikke bruger denne mulighed?
Hvad er det tokamak
Ordet "tokamak" betyder ingenting — der er kun kort, som derefter blev et fuldgyldigt ord. Det bruges ikke kun i Rusland, men også i udlandet, fordi der i vores land, denne ting kom op, og at vi i lang tid, aktivt udviklet.
tokamak - detrodalina kfra mAgetName skalToscana. Og det er alt.
Essensen af tokamak er at skabe et magnetisk felt, der vil strømme fusion reaktion. Da temperaturen af denne reaktion er ikke bare høj, men bogstaveligt talt uoverkommelige (flere millioner grader Celsius), kan det ikke gennemføres blot inden for et kamera — det vil smelte godt før den når sin driftstemperatur.
Denne temperatur er opnået på grund af det faktum, at indersiden af tokamak stoffet er i den fjerde tilstand af sammenlægning, som er opnået ved disse høje temperaturer. Denne tilstand kaldes plasma.
Hvem opfandt tokamak
Den Første, der foreslog brugen af termonukleare syntese til industrielle formål, var en Sovjetisk fysiker O. A. Lavrent'ev. Han gjorde dette i sit arbejde i 1950. Hans arbejde begyndte undersøgelsen af måder at bruge fusion.
O. A. Lavrent'ev er også brintbombens fader.
Et år Senere, andre fysikere — A. D. Sakharov og I. E. Tamm — udviklet idé og sagde, at fusion reaktion bør holdes inden den lukkede rum i ringkerne form.
torus (toroid) er en tre-dimensionel form som følge af rotation af ring omkring midten af rotation. Hård sex eksempler af Toraen, kan tjene som en doughnut, bagel eller Cykling kammeret er fjernet fra hjulet.
Udtrykket for udpegning af en tokamak blev foreslået af en studerende fra akademiker Kurchatova — I. N. Golovin. Men i hans version var det meningen at være "Tokamak" (toroidalt kammer magnetisk), men senere begyndte de at bruge en mere euphonious ordet "tokamak".
A. D. Sakharov og I. E. Tamm
For det Første den nuværende tokamak blev bygget i 1954, men før 1968, de eksisterede kun i Sovjetunionen, fordi meget få mennesker troede på eksistensen i salen af så høj temperatur. Kun én gang i tokamak T-3 i Institute of atomic energy I. V. Kurchatov besøgte Britiske forskere og deres udstyr har bekræftet eksistensen af temperatur 11.6 millioner grader Celsius, dette har ført til, at den eksplosive vækst i popularitet og forskning i denne retning i verden.
Den tokamak og er nu betragtes som den mest lovende metode til at producere energi af nuklear fusion og undersøgelse af plasma som den tilstand af sammenlægning af sagen.
På Jorden Plazma i det naturlige miljø opstår, og nordlys, i løbet af den består kun af all - stars, tåge, det interstellare rum.
Hvordan tokamak
For At oprette den inde i tokamak magnetiske felt, der består af sektioner, inden der er oprullede. Da de går hele længden af kameraet, og skabe noget som en lukket tunnel, den resulterende magnetfelt kaldes ringkerne. Dette er den fungerende område af installationen.
Design af tokamak.
Før du arbejder fra salen af tokamak evakueret, og i stedet fylde det med en blanding af deuterium og tritium. De er grundlaget for nuklear fusion.
Deuterium - en isotop af brint, kerne, som består af en proton og en neutron. Tritium - en isotop af brint, kerne, som består af en proton og to neutroner.
Den Fordel ved hjælp af disse to elementer er, at de er meget billige. Deuterium er meget let er fremstillet af vand på vores planet er mere end nok, og tritium, der er syntetiseret dog lidt mere kompliceret måde, men det er ikke et stort problem.
Når salen er fyldt, det skaber en hvirvel elektrisk felt, som støtte plasma inde i kammeret, og samtidig varmer det, der fører til den samme temperatur på flere millioner grader.
Nu er der arbejdende folk, og snart vil der være 150 millioner grader.
Som tonehøjde og den varme, der genereres ved at øge aktuelle spole, og det kan ikke øges i det uendelige løbet af plasma i en stabil tilstand, ikke overstiger et par sekunder. Dette er hovedårsagen til, at kan vi ikke bruge tokamaker som en kilde til industriel energi. Der er måder at løse dette problem, herunder ved hjælp af en mikrobølgeovn stråling, men mens arbejdet i denne retning er stadig i fremskridt.
Kontaktvæggene i tokamak med ingen plasma, og derfor har de ikke smelte, men de føler stadig hård. På grund af dette, mur lavet af beryllium og skæres i små firkantede plader. Så er det nemmere at tage varme.
Men, og så er inde i en tokamak, så snart det elektromagnetiske felt er ikke nok til at varme plasma til den temperatur, der er nødvendige for gennemførelsen af kernefusion.
Den Sædvanlige partikel fysik fortæller os klart, at kerner med samme ladning frastøder hinanden. Men når det når ultra-høje temperaturer, at de begynder at opføre sig anderledes, danner en helium-kerne, samt en fri neutron. Det var på dette punkt, og frigiver en enorm mængde energi. Under normale omstændigheder er brugt på vekselvirkninger mellem atomer indbyrdes.
Den store fusionsreaktor
Selvfølgelig kan vi sige, at den største fusionsreaktor — er Solen, men alt dette er betinget af, at der er stjerner og meget mere. Den største fusionsreaktor på Jorden — dette er den "international thermonuclear experimental reactor" (ITER eller ITER). Det er baseret i det Sydlige Frankrig siden 2007, og som large hadron Collider er et internationalt projekt.
første plasma var planlagt til 2020, og de første el-nettet i 2027, men fristen er ikke opfyldt på grund af det faktum, at et projekt, der har mange deltagere (hver på sin egen måde hindrer projekt) og på grund af det faktum, at dette aldrig er blevet gjort.
For at beskrive dens funktioner, er det tilstrækkeligt at sige, at det vil blive opnået ved en temperatur på 150 millioner grader Celsius. Det er 10 gange mere end i solens kerne. At forestille sig, at sådanne værdier er simpelthen umuligt.
Som er ved at bygge ITER-tokamak.
Når ITER vil blive afsluttet (vi vil fortælle ), vil det være den største undersøgelse af termonuklear fusion til fremtidige studier reaktionen af atomer, som en potentiel energikilde i fremtiden.
Interessante tal for ITER kan bemærkes, at størrelsen af tokamak, der er 28 meter i diameter og 28 meter i højden. Design kapacitet på 0,5 GW (2.5 mere end den mest magtfulde af, hvad er nu). Det magnetiske felt er 10 Tesla (Jordens magnetfelt er af 0.00005 Tesla).
projekt prisen er kun $ 15 mia. I forhold til 28 år, $ 53 milliarder euro, og i forberedelse til vm i Qatar i 2022 - omkring $ 130 milliarder euro.
er det Sikkert fusion reaktion
Den Største fordel ved fusion reaktion, der finder sted inde i tokamak, er dens sikkerhed. Du spekulerer på, hvordan dette er muligt med opfyldelsen af sådanne høje temperaturer, men det er sandt.
Alle på grund af det faktum, at tætheden af plasma-en million gange mindre end tætheden af atmosfæren. På grund af sådanne egenskaber, eksplosion som følge af indre pres simpelthen er umuligt. Ja, og hvis temperaturen begynder at falde, plasma ligesom fysikere siger, at "smuldre". Plus, det brændstof, der er fodret i løbet af hele reaktion, og for at stoppe det blot at stoppe sit flow. For eksempel, et atomkraftværk, lige fra umuligt .
Den Eneste fare er, at den isotop, tritium, der har en lav radioaktivitet. Det er dog ikke så høj, at bekymre sig om. Det er betydeligt lavere end brændstof til et atomkraftværk. For eksempel er halveringstiden for næsten 5 milliarder år (næsten aldrig), og tritium — kun 12 år gammel. Ja, og brugt det en minimal mængde.
Kun 80 gram af en blanding af deuterium og tritium i tokamak give så meget energi, som 1000 tons kul under forbrændingen. Der tæller.
Du kan også tilføje, at den teknologi, nuklear fusion ikke kan anvendes til militære formål. Oprettelsen af plasma-uden for tokamak er endnu ikke muligt, og bruge ham som et våben er dårligt opnåeligt på grund af det faktum, at det ikke eksplodere.
Hvorfor ikke få energi fra kernefusion
På Trods af alle de lover af teknologi, og hvad vi taler om det i mere end 70 år siden, mens det er umuligt at opnå industriel drift af en sådan enheder. De har stadig noget at arbejde på. For eksempel, mulighed for kontinuerlig drift og en yderligere stigning i plasma-temperatur.
forestil dig, hvordan denne lille solen vil give os energi i fremtiden.
Når dette problem vil blive løst, vi får på Jorden , og så kan vi sige, at vi har nået fuldkommenhed i produktionen af energi. Selvfølgelig, du kan opfinde andre endnu mere effektive metoder at producere energi, men fusion kan nu ændre en masse. Vigtigst af alt, vil vi ikke kun får muligheden for at slukke lyset af hensyn til økonomi.
Den Største fordel af overgangen til denne energikilde er, at når al den energi, der vil blive udtrukket præcis fra fusion, vi vil begrænse de indvirkning på vores planet. Vi vil ikke behovet for fossile brændstoffer, vi kan gøre, uden atomkraftværker, og på samme tid skifter vi til elektriske køretøjer, og kan i væsentlig grad forlænger levetiden af vores planet. Måske til at flyve hvor som helst det er ikke nødvendigt.
Inde i kammeret stiger temperaturen til flere millioner grader Celsius.
Anbefalet
Første anmeldelser: hvor hurtigt er satellit Internet (Starlink fra Elon musk?
På Internettet dukkede de første anmeldelser på udbyderen (Starlink Amerikansk iværksætter Elon Musk (Elon Musk) beskæftiger sig ikke kun med fremstilling af elektriske biler og rumskibe. I 2015, han skabte virksomheden (Starlink, hvis formål er at s...
Historien om den mest berømte fly i verden, og hvorfor Concorde ikke længere flyver
Disse fly er ikke mere. Og undskyld… Mange mennesker spørger ofte, hvorfor vi ikke flyve med supersonisk hastighed inden for civil luftfart. Den entydigt svar på dette, dels retorisk spørgsmål, som denne situation har ført for mange faktorer. M...
Historien om den mest berømte fly i verden, og hvorfor han er gået
Disse fly er ikke mere. Og undskyld… Mange mennesker spørger ofte, hvorfor vi ikke flyve med supersonisk hastighed inden for civil luftfart. Den entydigt svar på dette, dels retorisk spørgsmål, som denne situation har ført for mange faktorer. M...
Relateret Nyt
Prototypen rumskib Starship blev testet med en motor
Prototype køretøjet Starship kodenavnet SN4 med succes testet med en motor fra en enkelt Raptor. Tidligere forsøg, der blev afholdt i midten af April — så er der stadig en prototype SN3 faldt fra hinanden under afprøvning under pr...
Amerikanske ingeniører har lært at styre drone hånd muskler
i Løbet af de seneste par år, droner er blevet en del af moderne teknologiske liv. Det er ikke længere bare underholdning: droner er meget udbredt i den militære sektor, til levering af varer, mennesker, organisere konkurrencer (v...
Skærmen på dit ur for lille? Brug din hud!
Efter Apple introducerede sin smart ur, der var et sandt boom af disse enheder. Hvis man sammenligner, hvor mange mennesker, der nu er på gaden med smart ur, og, for eksempel, for 5 år siden, forskellen er tifold. Men der er såda...
Er det muligt at teleportere en person?
Forestil dig, at du kan forsvinde fra mit køkken, og det næste øjeblik at materialisere sig på den Afrikanske Savanne, Amazonas regnskoven eller på Titan, Saturns måne (i en rumdragt, selvfølgelig). Denne idé er så forførende, at ...
Når vi modtager transport af fremtiden Hyperloop, og hvor hurtigt de kan flytte sig?
som Oprindeligt blev udviklet af hovedet Elon Musk, Hyperloop (hyperpaths) er en ny form for landtransport, som vil gøre det muligt for passagererne at skifte mellem steder med den hastighed af over 1100 km i timen. Hvis du mener,...
Som en atomreaktor vil hjælpe NASA med at oprette kolonier på andre planeter
i Løbet af de sidste par år er interessen for rum-organisationer som NASA til at skabe menneskelige kolonier på andre planeter (og månen) i høj grad øget. Ikke sidste rolle blev spillet i særdeleshed , hvilket ikke efterlader fors...
NASA astronauter vil flyve til ISS på skibet og rocket Rum X
Sandsynligvis alle af os gerne forlade planeten lige nu, men det vil kun være to Amerikanske astronauter Hurley og Behnken. Både astronauter – veteraner plads flyvninger, både startede ud som militære piloter, og i 2000 blev NASA-...
Ultralydssvejsning: hvad det er og hvordan det virker?
På det tidspunkt dette skrives, er den pandemiske CoVID-19 ført til en mangel på beskyttende masker i verden. I kampen mod coronavirus SARS-CoV-2 nogle virksomheder er ved at ændre produktionen og begynde at producere personlige v...
Fabriksnye fly fra Airbus vil ligne et skib fra Star wars
glæd jer, fans af "Star wars"! Airbus ønsker at ændre form af kommercielle Fly, så det er muligt, at vi i fremtiden kommer til at flyve på en futuristisk og fantastisk fly. Da det viste sig, at ændre formen af passagerfly vil øge ...
"Smart" toilet, som er i stand til at tage test og kan identificere sygdommen
i de sidste 15 år på Stanford University (USA) var ganske sjovt. Det faktum, at der arbejder der, Professor Sanjeev gambir med hans hold på trods af latterliggørelse af kolleger, som er involveret i udviklingen af "smart" toilet s...
Hvorfor jeg er for total kontrol, for din egen sikkerhed?
Verden er under hastig forandring, før vores øjne. Hvad i går syntes umuligt — i dag er en kedelig rutine. Jeg taler om Internettet, smartphones, satellit-kommunikation, GPS og meget mere, der bogstaveligt talt brast ind i v...
Robotter af flydende metal, der kan vises i den nærmeste fremtid
de Robotter fra kult-filmen "the Terminator" - kan forekomme i det virkelige liv i den nærmeste fremtid. Til en sådan konklusion den gruppe af forskere fra Tsinghua University i Kina, som har formået at skabe flydende metal materi...
Som human urin kan hjælpe i forbindelse med opførelse af bygninger på månen?
— en af de mest sandsynlige objekter i solsystemet, hvor der på kort tid kan fuldt nøjes mennesker. Selv om jordens satellit-er placeret på en forholdsvis tæt afstand fra os, moderne teknologi giver os mulighed for at trans...
Den nye exoskeleton kan tillade sig at køre 7 gange hurtigere end normalt
Evnen til at løbe hurtigt kan blive nyttig i en lang række forskellige områder, uanset om du er professionel sport eller bare ønsker at komme til rack med boghvede i butikken, langt foran alle sine konkurrenter. For dem og for and...
Oprettet "elektronisk næse", som kan skelne mellem op til 10 dufte
ingen argumenterer med, at de menneskelige sanser er utroligt præcise instrumenter til overførsel af den række af lyd, visuelle og taktile sanseindtryk, som vi har mulighed for at lære denne verden. Ønsker en smule for at konkurre...
Dette armbånd vibrerer, når du rører ved printsiden. Hvorfor er det så vigtigt i dag?
Hvis du ikke ønsker at blive smittet med coronavirus, du skal mindre til at gå udenfor, vaske hænder regelmæssigt og ikke rører ved dit ansigt. Og de ting er, at på den gade, du kan støde på med en inficeret person eller en gensta...
Hvor mange etager er den højeste bygning i verden
Blandt alle de elementer, der kan findes den største af sin art. Der var engang en tid i barndommen, at fjorten-etagers bygning syntes store. Senere begyndte jeg at rejse og havde set, skyskrabere i new York, Petronas tårne og meg...
Hvorfor bill gates ønsker at grave op Californiens "Døde hav"?
En af de vigtigste milliardærer på planeten, har planer om at udvikle en ny start-op og begynde at være aktiv i udvikling af lithium miner i søen af Solton — "det Døde hav" den Amerikanske stat Californien. På grund af det f...
Militært udstyr, der er meget dyre og mest værdifulde tekniske ressourcer, der er i øjeblikket anses for at være, der er en del af Søværnet i mange lande. Deres høje omkostninger, er på grund af det faktum, at den komplekse strukt...
I Kina, ansøgningen afgør, om du kan komme ud af huset. Ønsker det samme?
Coronavirus på planeten — nu er på farten, er det svært at sige, hvor der ikke har været et eneste tilfælde af infektion blandt befolkningen (vigtigst er det, at Grønland er stadig bevaret). Men epicenter i al denne grimhed,...
Bemærkninger (0)
Denne artikel har ingen kommentarer, vær den første!