क्या है एक टोकामक? बस के बारे में एक संलयन रिएक्टर
Source:आप कल्पना कर सकते हैं, जिसमें एक दुनिया की जरूरत नहीं है अतिरिक्त ऊर्जा स्रोतों? एक दुनिया है जहाँ आप की जरूरत नहीं होगी करने के लिए कैसे के बारे में सोचने के लिए ऊर्जा बचाने के लिए । यह हो जाएगा यदि नहीं, तो नि: शुल्क है, तो बहुत सस्ता है । अब कल्पना कीजिए कि सूर्य हर दूसरा पैदा करता है के रूप में ज्यादा ऊर्जा के रूप में मानवता खर्च किया गया है में अपने पूरे इतिहास में नहीं है और एक लंबे समय खर्च. हम कैसे कर सकते हैं एहसास सूर्य की ऊर्जा हमारे ग्रह पर? यह पता चला है कि 60 से अधिक वर्षों के लिए, वहाँ रहे हैं प्रौद्योगिकियों कि हमें प्रदान कर सकते हैं के साथ लगभग असीम ऊर्जा स्रोतों के लिए कम से कम पैसे का उपयोग के साथ और लगभग नि: शुल्क ईंधन । एक उचित सवाल है: क्यों हम नहीं कर रहे हैं इस अवसर का उपयोग कर?
क्या है टोकामक
शब्द "टोकामक" का मतलब है कुछ भी नहीं — अभी कम है, जो बने तो एक पूर्ण शब्द है । यह प्रयोग किया जाता है न केवल रूस में बल्कि विदेशों में भी है, क्योंकि हमारे देश में इस बात को आया था और है कि हम कर रहे हैं एक लंबे समय के लिए सक्रिय रूप से विकसित की है ।
<कोड><मजबूत>टोकामक - <मजबूत>किrodalina <मजबूत>kaसे माgetName <मजबूत>के लिएTuscany. और यही सब है ।
का सार टोकामक है बनाने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र है कि प्रवाह होगा संलयन प्रतिक्रिया. के रूप में तापमान की यह प्रतिक्रिया नहीं है सिर्फ उच्च है, लेकिन सचमुच निषेधात्मक (कई लाख डिग्री सेल्सियस), यह नहीं हो सकता आयोजित की बस के भीतर एक कैमरा — यह पिघल जाएगा से पहले अच्छी तरह से तक पहुँचने ऑपरेटिंग तापमान.
इस तापमान हासिल की है कि इस तथ्य के कारण अंदर की टोकामक पदार्थ है चौथे में राज्य के एकत्रीकरण हासिल की है, जो इन उच्च तापमान पर. इस राज्य कहा जाता है, प्लाज्मा में.
का आविष्कार किया है जो टोकामक
जो पहले प्रस्तावित उपयोग की थर्मोन्यूक्लियर संश्लेषण औद्योगिक उद्देश्यों के लिए किया गया था, एक सोवियत भौतिक विज्ञानी O. A. Lavrent ' ev. उन्होंने इस में अपने काम में 1950. अपने काम के शुरू के अध्ययन के तरीकों का उपयोग करने के लिए संलयन.
O. A. Lavrent ' ev भी पिता के हाइड्रोजन बम है.
एक साल बाद, अन्य भौतिकविदों — A. D. सखारोव और I. E. Tamm — विचार को विकसित किया और कहा कि संलयन प्रतिक्रिया बनाए रखा जाना चाहिए के भीतर बंद डिब्बे के toroidal आकार.
<कोड> <मजबूत>टोरस्र्स (toroid) एक तीन आयामी आकार से जिसके परिणामस्वरूप के रोटेशन की अंगूठी के केंद्र के चारों ओर रोटेशन. किसी न किसी उदाहरण के टोरा की सेवा कर सकते हैं के रूप में एक डोनट, bagel या साइकिल चालन के चैम्बर पहिया से हटा दिया.
कार्यकाल के लिए पद की टोकामक द्वारा प्रस्तावित किया गया था एक छात्र के शिक्षाविद् Kurchatova — I. N. Golovin. हालांकि, अपने संस्करण में यह होना चाहिए था "टोकामक" (toroidal चुंबकीय चैम्बर) है, लेकिन बाद में वे शुरू किया का उपयोग करने के लिए एक अधिक श्रुतिमधुर शब्द "टोकामक".
ए डी सखारोव और I. E. Tamm
पहली वर्तमान टोकामक में बनाया गया था 1954, लेकिन करने के लिए पहले 1968 में, वे अस्तित्व में केवल सोवियत संघ में, क्योंकि बहुत कम लोगों को विश्वास में अस्तित्व के भीतर चैंबर के इस तरह के उच्च तापमान. केवल एक बार में टोकामक टी-3 के संस्थान में परमाणु ऊर्जा I. V. Kurchatov का दौरा किया ब्रिटिश वैज्ञानिकों और उनके उपकरणों के अस्तित्व की पुष्टि तापमान 11.6 लाख डिग्री सेल्सियस, इस का नेतृत्व किया है करने के लिए विस्फोटक वृद्धि की लोकप्रियता में और अनुसंधान इस दिशा में दुनिया में.
के टोकामक और अब माना जाता है सबसे होनहार विधि के उत्पादन में ऊर्जा का नाभिकीय संलयन और अध्ययन के प्लाज्मा के रूप में राज्य के एकत्रीकरण की बात है.
<कोड>जमीन पर Plazma प्राकृतिक वातावरण में होता है और उत्तरी रोशनी के अंतरिक्ष में, यह के होते हैं, बस सभी सितारों, नेबुला, तारे के बीच अंतरिक्ष.
कैसे करता है टोकामक
करने के लिए बनाने के अंदर टोकामक चुंबकीय क्षेत्र है, यह बना है, वर्गों के भीतर कर रहे हैं, जो घाव coils. के रूप में वे की लंबाई भर में कैमरा है, और की तरह कुछ बनाने के लिए एक सुरंग को बंद कर दिया, जिसके परिणामस्वरूप चुंबकीय क्षेत्र कहा जाता है toroidal. इस कार्य क्षेत्र की स्थापना.
डिजाइन के टोकामक.
इससे पहले कि आप काम के कक्ष से टोकामक खाली है, और इसके बजाय इसे भरने का एक मिश्रण के साथ ड्यूटेरियम और ट्रिटियम. वे कर रहे हैं के आधार नाभिकीय संलयन.
<कोड><मजबूत>ड्यूटेरियम - एक आइसोटोप हाइड्रोजन के नाभिक के होते हैं जो एक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन. के Tritium - एक आइसोटोप हाइड्रोजन के नाभिक के होते हैं जो एक प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन.
का उपयोग करने का लाभ इन दो तत्वों है कि वे बहुत सस्ते होते हैं । ड्यूटेरियम है बहुत आसानी से प्राप्त पानी हमारे ग्रह पर पर्याप्त से अधिक है, और ट्रिटियम संश्लेषित है, हालांकि थोड़ा और अधिक जटिल तरीका है, लेकिन यह एक बड़ी समस्या नहीं है.
जब चैंबर से भर जाता है, यह एक भंवर बनाता है बिजली के क्षेत्र का समर्थन है, जो प्लाज्मा चैम्बर के अंदर, और एक साथ चला जाता है यह करने के लिए अग्रणी, एक ही तापमान कई लाख डिग्री है ।
अब वहाँ काम कर रहे हैं लोगों को, और जल्द ही वहाँ हो जाएगा 150 लाख डिग्री है ।
के रूप में पिच और द्वारा उत्पन्न गर्मी बढ़ रही है वर्तमान में प्रारंभ करनेवाला, और यह वृद्धि नहीं कर सकते हैं अनिश्चित काल के जीवनकाल में प्लाज्मा की एक स्थिर हालत से अधिक नहीं है एक कुछ सेकंड. यह मुख्य कारण है क्यों <मजबूत>हम का उपयोग नहीं कर सकते tokamaks के स्रोत के रूप में औद्योगिक ऊर्जा । वहाँ तरीके से इस समस्या को हल करने सहित, का उपयोग कर एक माइक्रोवेव विकिरण, लेकिन जब इस दिशा में काम अभी भी प्रगति पर है.
<कोड>से संपर्क करेंदीवारों के टोकामक के साथ कोई प्लाज्मा, और इसलिए, वे पिघल नहीं है, लेकिन वे अभी भी कठिन लग रहा. इस वजह से दीवार के बने beryllium और छोटे में कटौती वर्ग प्लेटें. तो यह आसान ले लो करने के लिए गर्मी.
हालांकि, और इसलिए एक टोकामक है, तो के रूप में जल्द ही के रूप में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के लिए पर्याप्त नहीं है गर्मी करने के लिए प्लाज्मा के तापमान के कार्यान्वयन के लिए आवश्यक थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं.
सामान्य कण भौतिकी स्पष्ट रूप से हमें बताता है कि नाभिक के साथ एक ही चार्ज एक दूसरे को पीछे हटाना. लेकिन जब यह तक पहुँच जाता है अल्ट्रा उच्च तापमान पर, वे शुरू करने के लिए अलग ढंग से व्यवहार के गठन, एक हीलियम नाभिक प्लस एक मुक्त न्यूट्रॉन. यह इस बात पर था और रिलीज ऊर्जा का एक जबरदस्त राशि. सामान्य परिस्थितियों में यह खर्च किया जाता है पर बातचीत के परमाणुओं के बीच खुद को.
<कोड>प्रसिद्ध कंपनी,
बड़े संलयन रिएक्टर
<पी>बेशक, हम कह सकते हैं कि सबसे बड़ी संलयन रिएक्टर — सूरज है, लेकिन सभी यह सशर्त है, वहाँ रहे हैं, सितारों और अधिक. सबसे बड़ी संलयन रिएक्टर पृथ्वी पर — यह "अंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर एक्सपेरिमेंटल रिएक्टर" (आईटीईआर या आईटीईआर). यह आधारित है, फ्रांस के दक्षिण में 2007 के बाद से और बड़े hadron Collider एक अंतरराष्ट्रीय परियोजना है.<कोड>पहली प्लाज्मा निर्धारित किया गया था 2020 के लिए, और पहले बिजली नेटवर्क में 2027, लेकिन समय सीमा नहीं मिले है कि इस तथ्य के कारण एक परियोजना में कई प्रतिभागियों (प्रत्येक अपने स्वयं के रास्ते में hinders परियोजना) और इस तथ्य के कारण है कि यह कभी नहीं किया गया.
में आदेश का वर्णन करने के लिए अपनी सुविधाओं, यह कहने के लिए पर्याप्त है कि यह हासिल हो जाएगा के तापमान पर 150 लाख डिग्री सेल्सियस दर्ज किया गया । यह 10 गुना अधिक से अधिक के भीतर सौर कोर. कल्पना करने के लिए इस तरह के मूल्यों बस असंभव है.
जो है निर्माण के आईटीईआर टोकामक.
जब ITER पूरा हो जाएगा (हम बता देंगे ), यह होगा मुख्य अध्ययन के थर्मोन्यूक्लियर संलयन के लिए भविष्य के अध्ययन की प्रतिक्रिया परमाणुओं के रूप में, एक संभावित ऊर्जा के स्रोत के भविष्य.
दिलचस्प आंकड़े के आईटीईआर का उल्लेख किया जा सकता के आकार टोकामक है, जो 28 मीटर और व्यास में 28 मीटर में ऊंचाई । डिजाइन क्षमता 0.5 गीगावॉट (2.5 की तुलना में अधिक के सबसे शक्तिशाली क्या अब कर रहे हैं). चुंबकीय क्षेत्र है 10 टेस्ला (पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की है 0.00005 टेस्ला).
<कोड>परियोजना लागत केवल $ 15 अरब डॉलर है । इसकी तुलना में, 28 साल के लिए 53 अरब डॉलर, और के लिए तैयार करने में विश्व कप कतर में 2022 में - के बारे में $ 130 अरब डॉलर है ।
यह सुरक्षित संलयन प्रतिक्रिया
मुख्य लाभ के संलयन प्रतिक्रिया के अंदर जगह लेने के टोकामक है, इसकी सुरक्षा है । आपको आश्चर्य है कि यह कैसे संभव है की उपलब्धि के साथ इस तरह के उच्च तापमान, लेकिन यह सच है.
सभी क्योंकि तथ्य यह है कि के घनत्व प्लाज्मा एक लाख से अधिक बार की तुलना में कम घनत्व का माहौल है । के कारण इस तरह के लक्षण, विस्फोट के कारण आंतरिक दबाव बस असंभव है. हाँ, और तापमान गिर शुरू होता है, प्लाज्मा बस के रूप में भौतिकविदों का कहना है, "करने के लिए ही उखड़ जाती हैं". प्लस, ईंधन खिलाया जाता है के दौरान, पूरे प्रतिक्रिया और इसे रोकने के लिए बस बंद करने के लिए उसके प्रवाह. उदाहरण के लिए, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र बंद बस असंभव है .
केवल एक खतरा है कि आइसोटोप tritium एक कम रेडियोधर्मिता. हालांकि, यह इतना उच्च नहीं है के बारे में चिंता करने. यह है की तुलना में काफी कम है कि ईंधन के लिए एक परमाणु बिजली संयंत्र. उदाहरण के लिए, आधा जीवन के लगभग 5 अरब वर्ष (यानी लगभग कभी नहीं), और ट्रिटियम — केवल 12 साल पुराना है । हाँ, और यह प्रयोग किया जाता है एक न्यूनतम राशि.
<कोड>केवल 80 ग्राम के एक मिश्रण के ड्यूटेरियम और ट्रिटियम में टोकामक देने के रूप में ज्यादा ऊर्जा के रूप में 1000 टन कोयले के दहन के दौरान. गिनती है कि.
आप भी जोड़ सकते हैं कि प्रौद्योगिकी के परमाणु संलयन लागू नहीं किया जा सकता सैन्य उद्देश्यों के लिए. के निर्माण प्लाज्मा के बाहर टोकामक अभी तक संभव नहीं है, का उपयोग करें और उसे एक हथियार के रूप में खराब प्राप्त करने के लिए कारण तथ्य यह है कि यह विस्फोट नहीं करता.
क्यों नहीं प्राप्त ऊर्जा से परमाणु संलयन
के सभी वादा के बावजूद प्रौद्योगिकी और हम क्या कर रहे हैं के बारे में बात करने के लिए यह अधिक से अधिक 70 साल पहले, जबकि यह असंभव है को प्राप्त करने के लिए औद्योगिक आपरेशन के इस तरह के उपकरणों. अभी भी वे करने के लिए कुछ है काम पर. उदाहरण के लिए, की संभावना के सतत संचालन और आगे बढ़ाने के लिए प्लाज्मा के तापमान.
सिर्फ कल्पना कैसे इस छोटे से सूरज के साथ हमें प्रदान करेगा ऊर्जा भविष्य में.
जब इस समस्या का हल हो जाएगा, हम जमीन पर , और फिर हम कर सकते हैं कहते हैं कि हम पूर्णता तक पहुँच में ऊर्जा उत्पादन. बेशक, आप आविष्कार कर सकते हैं अन्य और भी अधिक कुशल तरीके से ऊर्जा उत्पादन, लेकिन संलयन कर सकते हैं अब बदलने के लिए एक बहुत कुछ है । सबसे महत्वपूर्ण बात, हम न केवल बंद करने की क्षमता के लिए प्रकाश की खातिर अर्थव्यवस्था.
<कोड>और ऊर्जा की रिहाई webwait इस:
मुख्य लाभ के संक्रमण के लिए इस ऊर्जा स्रोत है कि जब सभी ऊर्जा निकाला जाएगा वास्तव में संलयन से, हम प्रभाव कम हो जाएगा हमारे ग्रह पर. हम की जरूरत नहीं होगी जीवाश्म ईंधन, हम बिना नहीं कर सकते हैं, परमाणु बिजली स्टेशनों, और एक ही समय में हम परिवर्तन करने के लिए बिजली के वाहनों, और कर सकते हैं काफी के जीवन का विस्तार हमारे ग्रह. शायद उड़ान भरने के लिए कहीं भी आवश्यक नहीं है.
चैम्बर के अंदर का तापमान बढ़ जाता है के लिए कई लाख डिग्री सेल्सियस दर्ज किया गया ।
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