மற்றும் இணைப்பு?

கடந்த ஆண்டு இறுதியில் சீன நிபுணர்களால் ஒரு அணு உலை அமைப்பது பற்றிய அறிக்கைகள் பரபரப்பாக ஒலித்தன (1). செங்டுவில் உள்ள ஒரு ஆராய்ச்சி மையத்தில் அமைந்துள்ள HL-2M வசதி 2020 இல் செயல்படத் தொடங்கும் என்று சீனாவின் அரசு ஊடகம் தெரிவித்துள்ளது. ஊடக அறிக்கைகளின் தொனியில் தெர்மோநியூக்ளியர் ஃப்யூஷனின் வற்றாத ஆற்றலை அணுகுவதற்கான பிரச்சினை என்றென்றும் தீர்க்கப்பட்டது என்று சுட்டிக்காட்டியது.

விவரங்களைக் கூர்ந்து கவனிப்பது நம்பிக்கையை குளிர்விக்க உதவுகிறது.

புதிய டோகாமாக் வகை எந்திரம், இதுவரை அறியப்பட்டதை விட மேம்பட்ட வடிவமைப்புடன், 200 மில்லியன் டிகிரி செல்சியஸுக்கு மேல் வெப்பநிலையுடன் பிளாஸ்மாவை உருவாக்க வேண்டும். சீனாவின் தேசிய அணுசக்தி கழகத்தின் தென்மேற்கு இயற்பியல் நிறுவனத்தின் தலைவர் டுவான் சியுரு வெளியிட்டுள்ள செய்திக்குறிப்பில் இதனைத் தெரிவித்துள்ளார். இந்தத் திட்டத்தில் பணிபுரியும் சீனர்களுக்கு இந்த சாதனம் தொழில்நுட்ப ஆதரவை வழங்கும் சர்வதேச தெர்மோநியூக்ளியர் எக்ஸ்பெரிமென்டல் ரியாக்டர் (ITER)அத்துடன் கட்டுமானம்.

எனவே இது சீனர்களால் உருவாக்கப்பட்டது என்றாலும், இது இன்னும் ஆற்றல் புரட்சி இல்லை என்று நான் நினைக்கிறேன். அணுஉலை KhL-2M இதுவரை அறியப்படவில்லை. இந்த உலையின் கணிக்கப்பட்டுள்ள வெப்ப வெளியீடு என்ன அல்லது அணுக்கரு இணைவு எதிர்வினையை இயக்க எந்த அளவு ஆற்றல் தேவை என்பது எங்களுக்குத் தெரியாது. மிக முக்கியமான விஷயம் எங்களுக்குத் தெரியாது - சீன இணைவு உலை என்பது நேர்மறை ஆற்றல் சமநிலையுடன் கூடிய வடிவமைப்பா, அல்லது அது இணைவு எதிர்வினைக்கு அனுமதிக்கும் மற்றொரு சோதனை இணைவு உலையா, ஆனால் அதே சமயம் அதற்கு அதிக ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது. பற்றவைப்பு” வினைகளின் விளைவாக பெறக்கூடிய ஆற்றலை விட.

சர்வதேச முயற்சி

சீனா, ஐரோப்பிய ஒன்றியம், அமெரிக்கா, இந்தியா, ஜப்பான், தென் கொரியா மற்றும் ரஷ்யாவுடன் இணைந்து ITER திட்டத்தில் உறுப்பினர்களாக உள்ளன. மேற்கூறிய நாடுகளால் நிதியளிக்கப்பட்ட தற்போதைய சர்வதேச ஆராய்ச்சி திட்டங்களில் இதுவே மிகவும் விலை உயர்ந்ததாகும், இதன் விலை சுமார் 20 பில்லியன் அமெரிக்க டாலர்கள் ஆகும். பனிப்போர் காலத்தில் மைக்கேல் கோர்பச்சேவ் மற்றும் ரொனால்ட் ரீகன் அரசாங்கங்களுக்கு இடையிலான ஒத்துழைப்பின் விளைவாக இது திறக்கப்பட்டது, மேலும் பல ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு 2006 இல் இந்த நாடுகள் அனைத்தும் கையெழுத்திட்ட ஒப்பந்தத்தில் சேர்க்கப்பட்டது.

2. ITER tokamak இன் கட்டுமான தளத்தில்

தெற்கு பிரான்சில் உள்ள Cadarache இல் உள்ள ITER திட்டம் (2) உலகின் மிகப்பெரிய டோகாமாக்கை உருவாக்குகிறது, அதாவது, மின்காந்தங்களால் உருவாக்கப்பட்ட சக்திவாய்ந்த காந்தப்புலத்தைப் பயன்படுத்தி கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டிய பிளாஸ்மா அறை. இந்த கண்டுபிடிப்பு 50 மற்றும் 60 களில் சோவியத் யூனியனால் உருவாக்கப்பட்டது. திட்ட மேலாளர், லாவன் கோப்லென்ஸ்2025 ஆம் ஆண்டு டிசம்பர் மாதத்திற்குள் "முதல் பிளாஸ்மாவை" நிறுவனம் பெற வேண்டும் என்று அறிவித்தது. ITER ஒவ்வொரு முறையும் சுமார் 1 ஆயிரம் பேருக்கு தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினையை ஆதரிக்க வேண்டும். வினாடிகள், வலிமை பெறுகிறது 500-1100 மெகாவாட். ஒப்பிடுகையில், இன்றுவரை மிகப்பெரிய பிரிட்டிஷ் டோகாமாக், ஜெட் (கூட்டு ஐரோப்பிய டோரஸ்), பல பத்து வினாடிகளுக்கு எதிர்வினையைத் தக்கவைத்து, வலிமையைப் பெறுகிறது 16 MW. இந்த அணுஉலையில் உள்ள ஆற்றல் வெப்ப வடிவில் வெளியிடப்படும் - அது மின்சாரமாக மாற்றப்படக் கூடாது. இந்த திட்டம் ஆராய்ச்சி நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே என்பதால், இணைவு சக்தியை கட்டத்திற்கு வழங்குவது கேள்விக்குறியாக உள்ளது. ITER இன் அடிப்படையில் மட்டுமே எதிர்கால தலைமுறை தெர்மோநியூக்ளியர் உலைகள் உருவாக்கப்படும், அது சக்தியை அடையும். 3-4 ஆயிரம். மெகாவாட்.

சாதாரண இணைவு மின் உற்பத்தி நிலையங்கள் இன்னும் இல்லாததற்கு முக்கிய காரணம் (அறுபது ஆண்டுகளுக்கும் மேலான விரிவான மற்றும் விலையுயர்ந்த ஆராய்ச்சிகள் இருந்தபோதிலும்) பிளாஸ்மாவின் நடத்தையை கட்டுப்படுத்துவது மற்றும் "நிர்வகிப்பது" சிரமம் ஆகும். இருப்பினும், பல வருட பரிசோதனைகள் பல மதிப்புமிக்க கண்டுபிடிப்புகளை வழங்கியுள்ளன, இன்று இணைவு ஆற்றல் முன்னெப்போதையும் விட நெருக்கமாக உள்ளது.

ஹீலியம்-3 சேர்த்து, கிளறி, சூடாக்கவும்

ITER என்பது உலகளாவிய இணைவு ஆராய்ச்சியின் முக்கிய மையமாக உள்ளது, ஆனால் பல ஆராய்ச்சி மையங்கள், நிறுவனங்கள் மற்றும் இராணுவ ஆய்வகங்கள் கிளாசிக்கல் அணுகுமுறையிலிருந்து விலகும் பிற இணைவு திட்டங்களில் வேலை செய்கின்றன.

உதாரணமாக, சமீபத்திய ஆண்டுகளில் நடத்தப்பட்டது மாசசூசெட்ஸ் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் இருந்து உடன் பரிசோதனைகள் ஹெலம்-3 tokamak உள்ளிட்ட அற்புதமான முடிவுகளை அளித்தது ஆற்றல் பத்து மடங்கு அதிகரிப்பு பிளாஸ்மா அயனி. மாசசூசெட்ஸ் தொழில்நுட்ப நிறுவனத்தில் C-Mod tokamak இல் சோதனைகளை மேற்கொண்ட விஞ்ஞானிகள், பெல்ஜியம் மற்றும் UK இன் நிபுணர்களுடன் சேர்ந்து, மூன்று வகையான அயனிகளைக் கொண்ட புதிய வகை தெர்மோநியூக்ளியர் எரிபொருளை உருவாக்கியுள்ளனர். குழு அல்காடெல் சி-மோட் (3) செப்டம்பர் 2016 இல் மீண்டும் ஒரு ஆய்வை நடத்தியது, ஆனால் இந்த சோதனைகளின் தரவு சமீபத்தில் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது, இது பிளாஸ்மா ஆற்றலில் மிகப்பெரிய அதிகரிப்பை வெளிப்படுத்தியது. முடிவுகள் மிகவும் ஊக்கமளிக்கும் வகையில், உலகின் மிகப்பெரிய இயக்க இணைவு ஆய்வகமான, இங்கிலாந்தில் JET ஐ இயக்கும் விஞ்ஞானிகள், சோதனைகளை மீண்டும் செய்ய முடிவு செய்தனர். ஆற்றலில் அதே அதிகரிப்பு அடையப்பட்டது. ஆய்வின் முடிவுகள் நேச்சர் பிசிக்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

3. Tokamak Alcator C-Mod செயல்பாட்டில் உள்ளது

அணு எரிபொருளின் செயல்திறனை அதிகரிப்பதற்கான திறவுகோல், ஹீலியத்தின் நிலையான ஐசோடோப்பான ஹீலியம்-3 இன் சுவடு அளவுகளைச் சேர்ப்பதாகும், இரண்டுக்கு பதிலாக ஒரு நியூட்ரான் உள்ளது. அல்கேட்டர் சி முறையில் பயன்படுத்தப்பட்ட அணு எரிபொருளில் முன்பு டியூட்டீரியம் மற்றும் ஹைட்ரஜன் ஆகிய இரண்டு வகையான அயனிகள் மட்டுமே இருந்தன. டியூட்டிரியம், அதன் கருவில் ஒரு நியூட்ரான் கொண்ட ஹைட்ரஜனின் நிலையான ஐசோடோப்பு (நியூட்ரான்கள் இல்லாத ஹைட்ரஜனுக்கு மாறாக), எரிபொருளின் 95% ஆகும். பிளாஸ்மா ஆராய்ச்சி மையம் மற்றும் மாசசூசெட்ஸ் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி (PSFC) விஞ்ஞானிகள் ஒரு செயல்முறையைப் பயன்படுத்தினர். RF வெப்பமாக்கல். டோகாமாக்கிற்கு அடுத்துள்ள ஆண்டெனாக்கள் துகள்களை உற்சாகப்படுத்த ஒரு குறிப்பிட்ட ரேடியோ அலைவரிசையைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் அலைகள் ஹைட்ரஜன் அயனிகளை "இலக்கு" செய்ய அளவீடு செய்யப்படுகின்றன. ஹைட்ரஜன் எரிபொருளின் மொத்த அடர்த்தியில் ஒரு சிறிய பகுதியையே உருவாக்குவதால், அயனிகளின் ஒரு சிறிய பகுதியை மட்டுமே வெப்பமாக்குவதன் மூலம் தீவிர ஆற்றல் நிலைகளை அடைய முடியும். மேலும், தூண்டப்பட்ட ஹைட்ரஜன் அயனிகள் கலவையில் நிலவும் டியூட்டீரியம் அயனிகளுக்குச் செல்கின்றன, மேலும் இந்த வழியில் உருவாகும் துகள்கள் உலையின் வெளிப்புற ஷெல்லில் நுழைந்து வெப்பத்தை வெளியிடுகின்றன.

ஹீலியம்-3 அயனிகள் கலவையில் 1% க்கும் குறைவான அளவில் சேர்க்கப்படும் போது இந்த செயல்முறையின் செயல்திறன் அதிகரிக்கிறது. அனைத்து வானொலி வெப்பத்தையும் ஒரு சிறிய அளவு ஹீலியம் -3 இல் குவிப்பதன் மூலம், விஞ்ஞானிகள் அயனிகளின் ஆற்றலை மெகா எலக்ட்ரான் வோல்ட்டுகளுக்கு (MeV) உயர்த்தினர்.

முதலில் வருபவர்களுக்கு ரஷ்ய மொழியில் சமமானவை: தாமதமாக விருந்தினர் மற்றும் எலும்பை சாப்பிடுவது

கடந்த சில ஆண்டுகளாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட இணைவு வேலை உலகில் பல முன்னேற்றங்கள் உள்ளன, அவை விஞ்ஞானிகள் மற்றும் நம் அனைவரின் நம்பிக்கையையும் இறுதியாக ஆற்றலின் "ஹோலி கிரெயில்" அடையும் நம்பிக்கையை மீண்டும் எழுப்பியுள்ளன.

நல்ல சமிக்ஞைகளில், மற்றவற்றுடன், அமெரிக்க எரிசக்தி துறையின் (DOE) பிரின்ஸ்டன் பிளாஸ்மா இயற்பியல் ஆய்வகத்தின் (PPPL) கண்டுபிடிப்புகளும் அடங்கும். ரேடியோ அலைகள் பிளாஸ்மா இடையூறுகள் என்று அழைக்கப்படுவதைக் கணிசமாகக் குறைக்க பெரும் வெற்றியைப் பெற்றுள்ளன, இது தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகளை "உடையிடும்" செயல்பாட்டில் முக்கியமானதாக இருக்கும். மார்ச் 2019 இல் இதே ஆராய்ச்சிக் குழு ஒரு லித்தியம் டோகாமாக் பரிசோதனையைப் புகாரளித்தது, அதில் சோதனை உலையின் உள் சுவர்களில் லித்தியம் பூசப்பட்டது, இது எலக்ட்ரானிக்ஸில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பேட்டரிகளிலிருந்து நன்கு அறியப்பட்ட பொருள். உலையின் சுவர்களில் உள்ள லித்தியம் புறணி சிதறிய பிளாஸ்மா துகள்களை உறிஞ்சி, பிளாஸ்மா மேகத்திற்கு மீண்டும் பிரதிபலிக்கப்படுவதைத் தடுக்கிறது மற்றும் தெர்மோநியூக்ளியர் எதிர்வினைகளில் குறுக்கிடுகிறது என்று விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிட்டனர்.

4. TAE டெக்னாலஜிஸ் திட்டத்தின் காட்சிப்படுத்தல்

முக்கிய புகழ்பெற்ற அறிவியல் நிறுவனங்களின் அறிஞர்கள் தங்கள் அறிவிப்புகளில் எச்சரிக்கையான நம்பிக்கையாளர்களாகவும் மாறியுள்ளனர். சமீபத்தில், தனியார் துறையில் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட இணைவு நுட்பங்களில் ஆர்வம் அதிகரித்துள்ளது. 2018 ஆம் ஆண்டில், லாக்ஹீட் மார்ட்டின் அடுத்த பத்தாண்டுகளுக்குள் ஒரு சிறிய இணைவு உலை (CFR) முன்மாதிரியை உருவாக்கும் திட்டத்தை அறிவித்தது. நிறுவனம் வேலை செய்யும் தொழில்நுட்பம் வேலை செய்தால், ஒரு டிரக் அளவிலான சாதனம் 100 சதுர அடி சாதனத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய போதுமான மின்சாரத்தை வழங்க முடியும். நகரவாசிகள்.

TAE டெக்னாலஜிஸ் மற்றும் மசாசூசெட்ஸ் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் டெக்னாலஜி உட்பட முதல் உண்மையான இணைவு உலையை யார் உருவாக்க முடியும் என்பதைப் பார்க்க மற்ற நிறுவனங்களும் ஆராய்ச்சி மையங்களும் போட்டியிடுகின்றன. அமேசானின் ஜெஃப் பெசோஸ் மற்றும் மைக்ரோசாப்டின் பில் கேட்ஸ் கூட சமீபத்தில் இணைப்பு திட்டங்களில் ஈடுபட்டுள்ளனர். என்பிசி நியூஸ் சமீபத்தில் அமெரிக்காவில் உள்ள பதினேழு சிறிய இணைவு-மட்டும் நிறுவனங்களைக் கணக்கிட்டது. ஜெனரல் ஃப்யூஷன் அல்லது காமன்வெல்த் ஃப்யூஷன் சிஸ்டம்ஸ் போன்ற ஸ்டார்ட்அப்கள் புதுமையான சூப்பர் கண்டக்டர்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட சிறிய உலைகளில் கவனம் செலுத்துகின்றன.

"கோல்ட் ஃப்யூஷன்" மற்றும் பெரிய உலைகளுக்கான மாற்றுகள், டோகாமாக்கள் மட்டுமல்ல, அழைக்கப்படுபவை. நட்சத்திரக்காரர்கள், சற்று வித்தியாசமான வடிவமைப்புடன், ஜெர்மனி உட்பட கட்டப்பட்டது. வித்தியாசமான அணுகுமுறைக்கான தேடலும் தொடர்கிறது. இதற்கு உதாரணம் எனப்படும் சாதனம் Z-பிஞ்ச், வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகளால் கட்டப்பட்டது மற்றும் இயற்பியல் உலக இதழின் சமீபத்திய இதழ்களில் ஒன்றில் விவரிக்கப்பட்டுள்ளது. Z-பிஞ்ச் பிளாஸ்மாவை ஒரு சக்திவாய்ந்த காந்தப்புலத்தில் பொறித்து அழுத்துவதன் மூலம் செயல்படுகிறது. சோதனையில், பிளாஸ்மாவை 16 மைக்ரோ விநாடிகளுக்கு நிலைப்படுத்த முடிந்தது, மேலும் இணைவு எதிர்வினை இந்த நேரத்தில் மூன்றில் ஒரு பங்கு வரை சென்றது. இந்த ஆர்ப்பாட்டம் சிறிய அளவிலான தொகுப்பு சாத்தியம் என்பதைக் காட்டுவதாக இருந்தது, இருப்பினும் பல விஞ்ஞானிகள் இதைப் பற்றி தீவிர சந்தேகங்களைக் கொண்டுள்ளனர்.

இதையொட்டி, கூகுள் மற்றும் பிற மேம்பட்ட தொழில்நுட்ப முதலீட்டாளர்களின் ஆதரவுக்கு நன்றி, கலிஃபோர்னியா நிறுவனமான TAE டெக்னாலஜிஸ், இணைவு சோதனைகளுக்கு வழக்கமானதை விட வித்தியாசமான ஒன்றைப் பயன்படுத்துகிறது. போரான் எரிபொருள் கலவை, இது சிறிய மற்றும் மலிவான உலைகளை உருவாக்க பயன்படுத்தப்பட்டது, ஆரம்பத்தில் ஃப்யூஷன் ராக்கெட் எஞ்சின் என்று அழைக்கப்படும் நோக்கத்திற்காக. ஒரு முன்மாதிரி உருளை இணைவு உலை (4எதிர் கற்றைகளுடன் (CBFR), இது இரண்டு பிளாஸ்மா வளையங்களை உருவாக்க ஹைட்ரஜன் வாயுவை வெப்பப்படுத்துகிறது. அவை செயலற்ற துகள்களின் மூட்டைகளுடன் ஒன்றிணைந்து, அத்தகைய நிலையில் வைக்கப்படுகின்றன, இது பிளாஸ்மாவின் ஆற்றலையும் ஆயுளையும் அதிகரிக்க வேண்டும்.

கனேடிய மாகாணமான பிரிட்டிஷ் கொலம்பியாவைச் சேர்ந்த மற்றொரு ஃப்யூஷன் ஸ்டார்ட்அப் ஜெனரல் ஃப்யூஷன் ஜெஃப் பெசோஸின் ஆதரவைப் பெறுகிறது. எளிமையாகச் சொன்னால், எஃகுப் பந்தின் உள்ளே உள்ள திரவ உலோகத்தின் (லித்தியம் மற்றும் ஈயத்தின் கலவை) சூடான பிளாஸ்மாவை ஒரு பந்தில் செலுத்த வேண்டும், அதன் பிறகு டீசல் எஞ்சின் போன்ற பிஸ்டன்களால் பிளாஸ்மா சுருக்கப்படுகிறது. உருவாக்கப்பட்ட அழுத்தம் இணைவுக்கு வழிவகுக்கும், இது ஒரு புதிய வகை மின் உற்பத்தி நிலையத்தின் விசையாழிகளை ஆற்றுவதற்கு அதிக அளவு ஆற்றலை வெளியிடும். ஜெனரல் ஃப்யூஷனின் தலைமை தொழில்நுட்ப அதிகாரி மைக் டெலேஜ், வணிக அணுக்கரு இணைவு பத்து வருடங்களில் அறிமுகமாகலாம் என்கிறார்.

5. அமெரிக்க கடற்படையின் தெர்மோநியூக்ளியர் காப்புரிமையின் விளக்கம்.

சமீபத்தில், அமெரிக்க கடற்படையும் "பிளாஸ்மா இணைவு சாதனத்திற்கான" காப்புரிமையை தாக்கல் செய்தது. காப்புரிமை "முடுக்கப்பட்ட அதிர்வுகளை" உருவாக்க காந்தப்புலங்களைப் பற்றி பேசுகிறது (5) ஃபியூஷன் ரியாக்டர்களை எடுத்துச் செல்லக்கூடிய அளவுக்கு சிறியதாக உருவாக்குவதே யோசனை. இந்த காப்புரிமை விண்ணப்பம் சந்தேகத்தை சந்தித்தது என்று சொல்ல தேவையில்லை.