Бұл Токамак? Жай ғана туралы термоядерном реакторда

елестете Аласыздар ма әлемі, онда керек емес, ешқандай қосымша энергия көздері? Идм, онда қажеті жоқ ойлана да энергияны үнемдеуге. Ол егер тегін болса, өте арзан. Ал енді елестетіп көріңіз Күн, ол әр секунд сайын әзірлейді, қаншама энергия, қаншама адамзат емес израсходовало өз тарихында және израсходует әлі ұзақ. Қалай жүзеге асыра аламыз алу Күн энергиясының жер шарындағы? Көрсетіледі, қазірдің өзінде 60-тан астам жыл бар технологиясын қамтамасыз етуге қабілетті біз дерлік неисчерпаемыми энергия көздері үшін ең аз ақша пайдалана отырып, дерлік тегін отын. Резонный сұрақ: неге біз пайдаланамыз осындай мүмкіндігі бар?

Бұл токамак

сөзінің Өзі "токамак" ештеңе білдіреді — бұл жай ғана қысқарту, ол содан кейін болды толыққанды сөзбен ауыстырылсын. Оны пайдаланады Ресейде ғана емес, шетелдерде де, біздің елімізде бұл данасына ойлап және бізде олар көп уақыт бойы белсенді түрде дамыды.

Мәні токамак саяды жасау үшін магнит өрісі, онда болады өтуі реакция термоядролық синтез. Өйткені температура мұндай реакциялар тек жоғары, ал сөзбе-сөз путин (бірнеше миллион градус Цельсия), оны өткізуге болмайды жай ішіндегі қандай да бір камералар — ол жергілікті халықпен кездесу өткізді ұзақ уақыт жеткенге дейін жұмыс температурасы.

Мұндай температура қол жеткізіледі сонымен қатар, ішкі токамак зат орналасқан төртінші агрегаттық күйдегі, ол кезінде қол жеткізіледі, мұндай жоғары температура. Мұндай жай-күйі плазма деп аталады.

Кім ойлап токамак

Бірінші, кім пайдалануды ұсынды термоядролық синтез, соның ішінде өнеркәсіптік мақсаттар үшін болды, кеңестік физик О. А. Лаврентьев. Ол өз жұмысында 1950 жылғы. Дәл оның жұмыс басталды, зерттеу тәсілдерін пайдалану термоядролық синтез.

О. А. Лаврентьев, сондай-ақ әкесі болып табылады сутегі бомбасы.

арада бір жыл Өткенде басқа да физика — А. Д. Сахаров пен И. Е. Тамм — желіні дамытып, идеясын едім, термоядролық реакция ұсталуы тиіс ішіндегі жабық камера өрісі түрі.

Термин белгісі токамак ұсынылды оқушы академик Курчатов — И. Н. Головиным. Алайда, оның бұл нұсқада болуы мүмкін "Токамаг" (магниттік катушкалары бар тороидалдық камера магниттік), бірақ кейінірек айналды пайдалануға благозвучное деген сөз "Токамак".

А. Д. Сахаров пен И. Е. Тамм

қолданыстағы Бірінші токамак салынған 1954 жылы, бірақ 1968 жылға дейін олар болған тек КСРО-да аз кім сенген болуы камера ішіндегі осындай жоғары температура. Тек кейін токамаке Т-3 атом энергиясы Институтында И. В. Курчатов атындағы балалар ағылшын ғалымдары және өзінің жабдығында растады болуы температурасы 11,6 миллион Цельсий градус, бұл әкелді жарылыс танымалдылығының өсуіне жағдай жасайды және осы бағыттағы зерттеулердің әлемде.

Токамак және қазір ең перспективалы тәсілімен энергия алу термоядролық синтез зерттеу және плазма ретінде агрегаттық жай-күйі көрсетілген заттар.

Қалай жұмыс істейді токамак

құру Үшін ішіндегі токамак магнит өрісі, ол құралады секциялар, оның ішінде намотаны катушкалар. Өйткені олар бүкіл ұзындығы бойынша камера және жасайды нәрсе тұйықталған тоннель получающееся магнит өрісі деп атайды тороидальным. Бұл жұмыс аймағы қондырғылар.

Конструкци токамак.

жұмыс басталар Алдында камерадан токамак алғыс хаттармен ауа, ал оның орнына толтырады, оның қоспасы дейтерий және трития. Олар негізі болып табылады реакция термоядролық синтез.

Артықшылығын пайдалану осы екі элементтерін, яғни олар өте арзан. Дейтерий өте оңай, сонда судың ішінен, онда біздің планетада жеткілікті астам, ал тритий синтезируется болсын сәл астам күрделі тәсілімен, бірақ бұл да үлкен проблема емес.

Кезде камера толтырылса, онда құрылады құйынды электр өрісі, ол қолдайды плазманы камера ішіндегі, ал мезгілде разогревает оны доводя дейін ең температура бірнеше миллион градусқа.

Қазір мұнда адамдар жұмыс істеуде, ал жақын арада 150 миллион градус.

Өйткені өріс және қыздыру есебінен құрылады ұлғайту ток индукторе, ал ол ұлғаюы мүмкін шексіз, тіршілік плазма тұрақты жай-күйі әзірге аспайды бірнеше секунд. Бұл басты себебі болып табылады бұл біз әлі пайдалана аламыз токамаки көзі ретінде өнеркәсіптік энергия алу. Өмір сүремін тәсілдері осы проблемаларды шешу, оның ішінде пайдалана отырып, микротолқынды сәулелену, бірақ әзірге бұл бағыттағы жұмыстар әлі де жүргізіліп жатыр.

Дегенмен, мен де қолданылады ішіндегі токамак, өйткені тек электромагниттік өріс үшін жеткіліксіз қыздыру плазма температурасына дейін жүзеге асыру үшін қажетті термоядролық реакциялар.

Қарапайым физика бөлшектер анық, " бұл ядро бірдей зарядпен итеріледі бір-бірінен. Бірақ жеткен кезде, жоғары температура, олар бастайды, өздерін басқаша құра отырып, гелий ядросы плюс бір еркін нейтрон. Дәл осы сәтте босатылып, үлкен саны энергия. Қарапайым жағдайда ол жұмсалады өзара іс-қимыл атомдар бір-бірімен.

Ең үлкен термоядролық реактор

Әрине, айтуға болады, бұл ең үлкен термоядролық реактор — Күн, бірақ бұл шартты түрде, бар жұлдыз және көбірек. Ең үлкен термоядролық реактор Жер бетінде — бұл "Халықаралық эксперименттік термоядролық реактор" (ИТЭР немесе ITER). Ол құрылады Францияның оңтүстігінде 2007 жылдан бастап, және, және үлкен адронный коллайдер болып табылады халықаралық жобасы.

сонымен қатар, сипаттау үшін оның мүмкіндіктері, жеткілікті деп айтуға ішінде оған қол жеткізілетін болады температура 150 миллион градус Цельсий. Бұл 10 есе артық күн ішінде ядро. Елестету мұндай маңызы бар іске асыру мүмкін емес.

Кім салады токамак ITER.

Қашан ИТЭР аяқталатын болады (бұл туралы біз міндетті түрде айтамыз да ), ол айналады негізгі зерттеу термоядролық синтез одан әрі зерттеу үшін осы реакциялар атомдар ретінде әлеуетті көзі энергиясы.

Бірі-қызықты сандар ИТЭР атап өтуге болады мөлшері токамак, ол құрайды, 28 метр, диаметрі-28 метр, биіктігі. Жобалық қуаты 0,5 ГВт (2,5 есе көп, ең қуатты сонымен қатар, қазір бар). Магнит өрісі-жылына 10 Тесла (дердің магнит өрісі жасайды 0,00005 Тесла).

Қауіпсіз бе реакция термоядролық синтез

Басты артықшылығы реакциялар термоядролық синтез өтетін ішіндегі токамак болып табылады оның қауіпсіздік. Болады удивиться, как такое возможно жеткен кезде, мұндай жоғары температура, бірақ бұл шын мәнінде солай.

Барлық үшін, бұл тығыздығы плазма миллион есе аз, тығыздығы атмосфера. Арқасында осындай ерекшеліктері, жарылыс ішкі қысымды жай ғана мүмкін емес. Иә, егер температура бастайды төмендейді, плазма оңай болады, - дейді физика, "үгітілуі". Плюс, отын беріледі бойы реакциялар және оны тоқтату оп-оңай тоқтатуға және оны беруге. Мысалы, атом станциясын тек өшіруге болмайды и .

Жалғыз қауіптілігі болып табылады тек трития изотоп бар шағын сәулелі. Дегенмен, ол мұндай жоғары болуы үшін, осыған көңіл бөліп бұл мәселе бойынша. Ол айтарлықтай төмен отын үшін атом станциялары. Мысалы, жартылай ыдырау кезеңі шамамен 5 миллиард жыл бар ешқашан дерлік, ал трития — барлығы 12 жыл. Иә, пайдаланылады оның ең аз саны.

Ал әлі де қосуға болады, бұл технологиясын реакциялар термоядролық синтез қолдану мүмкін әскери мақсатта. Құру плазма тыс токамак әзірге мүмкін емес, ал оның өзінің қару ретінде нашар жүзеге асырылатын болса, сонымен қатар, ол взрывается.

Неге энергиясын алмайды арасынан термоядролық синтез

Қарамастан барлық келешегі бар технология және ол туралы сөйлейді қазірдің өзінде 70-тен астам жыл бұрын, әзірге мүмкін емес қол жеткізуге өнеркәсіп жұмысының осындай құрылғылар. Әлі күнге дейін бар, бұл өсіріледі. Мысалы, мүмкіндігі ұзақ жұмыс және одан әрі арттыру температура плазма.

көз алдыңызға елестетіп көріңізші, бұл кішкентай күн қамтамасыз ететін болады біз энергиясымен болашақта.

бұл проблема шешілетін болады, біз Жер бетінде , содан кейін айтуға болады, біз шырқау әзірлеу энергия. Әрине, мүмкін изобрести және басқа да анағұрлым тиімді тәсілдері, энергия алу, бірақ дәл осы термоядролық синтез қазір өзгерте өте көп. Ең бастысы, біз аламыз тек қана мүмкіндік емес, жарықты өшіру үшін үнемдеу.

ең Басты артықшылық көшу мұндай энергия көзі болып табылады, ол барлық энергия өндірілетін болады, оның термоядролық синтез, біз барынша төмендетеміз әсер планетаны. Бізге қажет қазба отын, біз обойдемся жоқ, атом станцияларын, ал мезгілде пересядем арналған электр көлігі және аламыз айтарлықтай өмірін ұзартуға біздің планетада. Мүмкін, мен улетать ешқайда тура келеді.

Ішіндегі осы камераның температурасы көтеріледі, бірнеше миллион градус Цельсий.