Επιστήμονες έφτιαξαν «μικρό» ήλιο - Κοντά σε μια ανεξάντλητη πηγή ενέργειας που αλλάζει τα πάντα

Εάν σε έναν αντιδραστήρα πυρηνικού σταθμού συμβαίνει η αποσύνθεση των ατόμων, τότε στις θερμοπυρηνικές εγκαταστάσεις υπάρχει σύνθεση. Το ίδιο συμβαίνει και μέσα στον Ήλιο: τα πρωτόνια υδρογόνου συγχωνεύονται, απελευθερώνοντας ήλιο. Προκύπτουν φως και θερμότητα, που φτάνουν και στον πλανήτη μας. Αυτή η αυτοσυντηρούμενη διαδικασία συνεχίζεται για δισεκατομμύρια χρόνια. Εάν αναπαραχθεί, είναι δυνατό να ληφθεί σχεδόν απεριόριστη ενέργεια και ασφαλέστερη από ό,τι στις πυρηνικές εγκαταστάσεις. Υπάρχουν όμως αρκετά εμπόδια.

Δεδομένου ότι η βαρύτητα ενός αστεριού δεν μπορεί να αναπαραχθεί κάτω από γήινες συνθήκες, η ύλη πρέπει είτε να συμπιεστεί ισχυρά είτε να θερμανθεί σε θερμοκρασίες πολλές φορές υψηλότερες από τον ήλιο. Ωστόσο, ένα τέτοιο καυτό πλάσμα θα έλιωνε οποιοδήποτε υλικό από το οποίο θα μπορούσε να κατασκευαστεί ένας αντιδραστήρας.

140 χιλιάδες φούρνοι μικροκυμάτων

Ένα από τα κύρια καθήκοντα των πυρηνικών φυσικών σήμερα είναι να επιτύχουν τη λεγόμενη θερμοπυρηνική ανάφλεξη. Δηλαδή, βεβαιωθείτε ότι η ενέργεια που δαπανάται για τη θέρμανση των ισοτόπων υδρογόνου είναι μικρότερη από αυτή που απελευθερώνεται κατά τη σύνθεσή τους. Όταν συμβεί η ανάφλεξη, θα ξεκινήσει η καύση και μαζί της μια αυτοσυντηρούμενη διαδικασία μέσα στον «μικρό Ήλιο».

Αναμένεται ότι στο ITER θα είναι δυνατό να επιτευχθεί ανάφλεξη και στη συνέχεια να αποδειχθεί η εμπορική καταλληλότητα της θερμοπυρηνικής ενέργειας διατηρώντας το εξαιρετικά ζεστό πλάσμα για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα.Η μεγάλη κατασκευή απέχει ακόμη πολύ από την ολοκλήρωσή της και μετά από αυτήν θα χρειαστούν χρόνια για να ολοκληρωθεί η δυναμικότητα. Εν τω μεταξύ, παρόμοια πειράματα πραγματοποιούνται σε άλλες παρόμοιες συσκευές - αν και όχι τόσο μεγάλης κλίμακας, αλλά ήδη λειτουργούν. Ένα από τα καθήκοντα είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών που θα χρησιμοποιηθούν στο ITER. Τις προάλλες, Κινέζοι πυρηνικοί φυσικοί ανέφεραν ένα σημαντικό επίτευγμα σε αυτό το μονοπάτι.© AP Photo/Xinhua, Cheng LiΠειραματικό υπεραγώγιμο τοκαμάκ. Χεφέι, ΚίναΣύμφωνα με το Γραφείο Πληροφοριών του Κρατικού Συμβουλίου της Λαϊκής Δημοκρατίας της Κίνας, στις 20 Ιανουαρίου, το Experimental Advanced Superconducting Tokamak (EAST) διατήρησε σταθερή λειτουργία πλάσματος για 1066 δευτερόλεπτα (17 λεπτά 37 δευτερόλεπτα), σημειώνοντας νέο παγκόσμιο ρεκόρ.

Το προηγούμενο καλύτερο αποτέλεσμα, που επιτεύχθηκε στον ίδιο αντιδραστήρα το 2023, ήταν 403 δευτερόλεπτα. Έκτοτε, η εγκατάσταση έχει βελτιωθεί σημαντικά. Έτσι, αν προηγουμένως το σύστημα θέρμανσης πλάσματος λειτουργούσε στο επίπεδο των 70 χιλιάδων οικιακών φούρνων μικροκυμάτων, τώρα η ισχύς εξόδου του έχει διπλασιαστεί, αναφέρει το δελτίο τύπου.

Οι Ρώσοι ειδικοί αποκαλούν το σημάδι των 1.000 δευτερολέπτων "αξιοσημείωτο επίτευγμα".«Μπορούμε να συγχαρούμε τους συναδέλφους μας για αυτό το αποτέλεσμα Για να κατανοήσουμε τη χρονική κλίμακα: οι απορρίψεις ρεκόρ στο Jet tokamak (Ηνωμένο Βασίλειο) είναι περίπου πέντε δευτερόλεπτα, αν και με αισθητά καλύτερα χαρακτηριστικά εκκένωσης», λέει ο Γιούρι Γκασπαριάν, επικεφαλής του Τμήματος Φυσικής Πλάσματος. στο National Research Nuclear University MEPhI .

Το ITER σχεδιάζεται να επιδείξει εκκενώσεις διάρκειας 3.000 δευτερολέπτων, αλλά σε λειτουργία καύσης. «Ως εκ τούτου, είναι πολύ σημαντικό να δείξουμε ότι μια τέτοια διάρκεια είναι εφικτή, αν και με χειρότερα χαρακτηριστικά», προσθέτει ο επιστήμονας.

Με τη σειρά του, ο Αναπληρωτής Διευθυντής του Κέντρου Έργων ITER (Rosatom) Leonid Khimchenko εξηγεί ποια συστήματα μπορούν να δοκιμαστούν με παρατεταμένη λειτουργία πλάσματος.

«Η μεγαλύτερη αβεβαιότητα εδώ προέρχεται από τη συμπεριφορά του υλικού του πρώτου τοίχου και του εκτροπέα (τα στοιχεία του συστήματος που προστατεύουν τη δομή από ροές θερμότητας, επομένως αυτό είναι ένα θεμελιώδες επίτευγμα για το έργο ITER και την παγκόσμια έρευνα σύντηξης».

Ο Gasparyan σημειώνει: αν και η εμπορική χρήση είναι ακόμη πολύ μακριά, η απόδοση που επιτεύχθηκε στο κινεζικό tokamak εμπνέει σίγουρα αισιοδοξία.

Σύμφωνα με τον ίδιο, η εργασία στις σημερινές συνθήκες έχει γίνει πιο δύσκολη. «Αλλά αντιμετωπίζουμε, βρίσκουμε λύσεις», λέει «Η διεθνής κατάσταση αλλάζει, αλλά ο στόχος παραμένει ο ίδιος: να δώσουμε στην ανθρωπότητα μια ασφαλή, φιλική προς το περιβάλλον πηγή ενέργειας με σχεδόν ανεξάντλητο απόθεμα καυσίμου».Ας σημειώσουμε ότι ένα άλλο διεθνές επιστημονικό megaproject, το CERN, διέκοψε τους επίσημους δεσμούς με τη Μόσχα. Ίσως το ITER, η κατασκευή του οποίου έχει ήδη καθυστερήσει , απλά δεν μπορεί να αντέξει τέτοια τήρηση των αρχών: χωρίς τη Ρωσία, καθώς και χωρίς άλλες σημαντικές χώρες, είναι αδύνατο να δημιουργηθεί ένας «τεχνητός ήλιος».

Πηγή: Rianovosti