ඔහු ප්‍රථම වතාවට සෝවියට් සමූහාණ්ඩුවේ පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය පිළිබඳ ගැටලුව සකස් කළ අතර ඒ සඳහා යම් සාධනීය විසඳුමක් යෝජනා කළේය. සෝවියට් භෞතික විද්යාඥයාලැව්රෙන්ටිව් ඕ.ඒ. ඔහුට අමතරව වැදගත් දායකත්වයක්ගැටළුව විසඳීම සඳහා පහත සඳහන් දෑ හඳුන්වා දෙන ලදී: කැපී පෙනෙන භෞතික විද්යාඥයන්, A.D. Sakharov සහ I.E Tamm මෙන්ම 1951 සිට පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය පිළිබඳ සෝවියට් වැඩසටහනේ ප්‍රධානියා වූ එල්.ඒ.
ඓතිහාසික වශයෙන්, ගෝලීය මට්ටමින් පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය පිළිබඳ ගැටළුව 20 වන සියවසේ මැද භාගයේදී මතු විය. I.V Kurchatov 1956 දී න්යෂ්ටික විද්යාඥයින් අතර සහයෝගීතාව සඳහා යෝජනාවක් ඉදිරිපත් කළ බව දන්නා කරුණකි විවිධ රටවල්මෙය විසඳීමේදී විද්යාත්මක ගැටලුව. මෙය සිදු වූයේ බ්‍රිතාන්‍ය හාවෙල් න්යෂ්ටික මධ්‍යස්ථානයේ සංචාරයකදීය ( ඉංග්රීසි) .
ප්රතික්රියා වර්ග
විලයන ප්රතික්රියාව පහත පරිදි වේ: යම් බලයක් යෙදීමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස පරමාණුක න්යෂ්ටීන් දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් එකට සමීප වන අතර, එම දුරින් ක්‍රියා කරන බලවේග සමානව ආරෝපිත න්යෂ්ටීන් අතර කූලොම්බ් විකර්ෂණ බලයන් අභිබවා පවතිනු ඇත. නව න්යෂ්ටියක් සෑදීම. නව න්යෂ්ටියක් නිර්මාණය වූ විට ප්‍රබල අන්තර්ක්‍රියා ශක්තිය විශාල ප්‍රමාණයක් නිකුත් වේ. විසින් දන්නා සූත්රය E=mc², ශක්තිය මුදා හැරීමෙන් පසු, නියුක්ලියෝන පද්ධතියට එහි ස්කන්ධයෙන් කොටසක් අහිමි වේ. කුඩා විද්යුත් ආරෝපණයක් ඇති පරමාණුක න්යෂ්ටීන් අපේක්ෂිත දුර ප්රමාණයට ගෙන ඒම පහසු වේ බර සමස්ථානිකහයිඩ්රජන් ඉන් එකකි හොඳම දසුන්සංශ්ලේෂණ ප්රතික්රියාව සඳහා ඉන්ධන.
ඩියුටීරියම් සහ ට්රිටියම් යන සමස්ථානික දෙකක මිශ්රණයක් ප්රතික්රියාවේදී නිකුත් වන ශක්තියට සාපේක්ෂව විලයන ප්රතික්රියාවක් සඳහා අවම ශක්තියක් අවශ්ය බව සොයාගෙන ඇත. කෙසේ වෙතත්, ඩියුටීරියම්-ට්රිටියම් (D-T) බොහෝ විලයන පර්යේෂණවල විෂය වුවද, එය කිසිසේත්ම එකම විභව ඉන්ධන නොවේ. වෙනත් මිශ්රණ නිෂ්පාදනය කිරීමට පහසු විය හැක; ඔවුන්ගේ ප්රතික්රියාව වඩාත් විශ්වාසදායක ලෙස පාලනය කළ හැකිය, නැතහොත්, වඩාත් වැදගත් ලෙස, අඩු නියුට්රෝන නිපදවිය හැක. ඊනියා "නියුට්රෝන-නිදහස්" ප්රතික්රියා විශේෂ උනන්දුවක් දක්වයි, මන්ද එවැනි ඉන්ධන සාර්ථක කාර්මික භාවිතයකින් අදහස් වන්නේ ද්රව්ය හා ප්රතික්රියාකාරක සැලසුම්වල දිගුකාලීන විකිරණශීලී දූෂණය නොමැතිකම වන අතර එමඟින් ධනාත්මක බලපෑමක් ඇති කළ හැකිය. මහජන මතයසහ ප්රතික්රියාකාරකය ක්රියාත්මක කිරීමේ සමස්ත පිරිවැය මත, ඉවත් කිරීමේ සහ බැහැර කිරීමේ පිරිවැය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීම. ගැටළුව වන්නේ විකල්ප ඉන්ධන භාවිතයෙන් සංශ්ලේෂණ ප්රතික්රියා නඩත්තු කිරීම වඩා දුෂ්කර බැවිනි D-T ප්රතික්රියාවඅවශ්ය පළමු පියවර පමණක් ලෙස සැලකේ.
පාලිත විලයන භාවිතා කළ හැක විවිධ වර්ගභාවිතා කරන ඉන්ධන වර්ගය අනුව තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා.
ඩියුටීරියම් + ට්රිටියම් ප්රතික්රියාව (D-T ඉන්ධන)
වඩාත් පහසුවෙන් කළ හැකි ප්රතික්රියාව වන්නේ ඩියුටීරියම් + ට්රිටියම් ය:
2 H + 3 H = 4 He + n ශක්ති ප්රතිදානය 17.6 MeV (megaelectronvolt).
මෙම ප්රතික්රියාව දෘෂ්ටි කෝණයෙන් වඩාත් පහසුවෙන් කළ හැකි ය නවීන තාක්ෂණයන්, සැලකිය යුතු බලශක්ති ප්රතිදානයක් ලබා දෙයි, ඉන්ධන සංරචක ලාභදායී වේ. අවාසිය නම් අනවශ්‍ය නියුට්රෝන විකිරණ මුදා හැරීමයි.
න්යෂ්ටි දෙකක්: ඩියුටීරියම් සහ ට්රිටියම් ෆියුස් හීලියම් න්යෂ්ටියක් (ඇල්ෆා අංශුවක්) සහ අධි ශක්ති නියුට්‍රෝනයක් සාදයි.
Tokamak (චුම්බක දඟර සහිත TORoidal කුටිය) - චුම්බක ප්ලාස්මා සීමා කිරීම සඳහා toroidal ස්ථාපනය. ප්ලාස්මා රඳවා තබා ගන්නේ එහි උෂ්ණත්වයට ඔරොත්තු නොදෙන කුටියේ බිත්ති මගින් නොව විශේෂයෙන් නිර්මාණය කරන ලද චුම්බක ක්ෂේත්රයක් මගිනි. Tokamak හි විශේෂ ලක්ෂණය වන්නේ භාවිතයයි විදුලි ධාරාව, ප්ලාස්මා සමතුලිතතාවය සඳහා අවශ්ය ටොරොයිඩ් ක්ෂේත්රය නිර්මාණය කිරීම සඳහා ප්ලාස්මා හරහා ගලා යයි.
ප්රතික්රියා ඩියුටීරියම් + හීලියම්-3
ඩියුටීරියම් + හීලියම්-3 ප්රතික්රියාව සිදු කිරීම කළ හැකි සීමාවේ දී වඩා දුෂ්කර ය.
2 H + 3 He = 4 He + 18.4 MeV බලශක්ති නිමැවුමක් සමඟ.එය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා කොන්දේසි වඩාත් සංකීර්ණ වේ. හීලියම්-3 ද දුර්ලභ හා අතිශයින් මිල අධික සමස්ථානිකයකි. එය දැනට කාර්මික පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය නොවේ. කෙසේ වෙතත්, එය න්යෂ්ටික බලාගාරවල නිපදවන ට්රිටියම් වලින් ලබාගත හැක; හෝ සඳ මත පතල්.
තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාවක් සිදු කිරීමේ සංකීර්ණත්වය ත්රිත්ව නිෂ්පාදනය මගින් සංලක්ෂිත කළ හැක nTτ (රැඳවුම් කාලය සඳහා උෂ්ණත්වය අනුව ඝනත්වය). මෙම පරාමිතියට අනුව, D-3He ප්රතික්රියාව D-T වලට වඩා 100 ගුණයකින් පමණ සංකීර්ණ වේ.
ඩියුටීරියම් න්යෂ්ටි අතර ප්රතික්රියාව (D-D, මොනොප්රොපෙලන්ට්)
ප්රධාන ප්රතික්රියාවට අමතරව, DD ප්ලාස්මා හි පහත සඳහන් දේ ද සිදු වේ:
මෙම ප්රතික්රියා ඩියුටීරියම් + හීලියම්-3 ප්රතික්රියාවට සමාන්තරව සෙමින් සිදු වන අතර ඒවා තුළ සෑදෙන ට්රිටියම් සහ හීලියම්-3 වහාම ඩියුටීරියම් සමඟ ප්රතික්රියා කිරීමට ඉඩ ඇත.
වෙනත් ආකාරයේ ප්රතික්රියා
තවත් සමහර ආකාරයේ ප්රතික්රියා ද හැකි ය. ඉන්ධන තෝරාගැනීම බොහෝ සාධක මත රඳා පවතී - එහි ඇති බව සහ ලාභය, බලශක්ති ප්රතිදානය, තාප න්යෂ්ටික විලයන ප්රතික්රියාව සඳහා අවශ්ය කොන්දේසි සාක්ෂාත් කර ගැනීමේ පහසුව (මූලික වශයෙන් උෂ්ණත්වය), ප්රතික්රියාකාරකයේ අවශ්ය සැලසුම් ලක්ෂණ ආදිය.
"නියුට්රෝන රහිත" ප්රතික්රියා
තාප න්යෂ්ටික විලයනය මගින් ජනනය වන නියුට්රෝන ප්‍රවාහය (උදාහරණයක් ලෙස, ඩියුටීරියම්-ට්රිටියම් ප්රතික්රියාවේ දී) බලයෙන් සැලකිය යුතු කොටසක් රැගෙන යන අතර ප්රතික්රියාකාරක සැලසුමේ ප්‍රේරිත විකිරණශීලතාව ජනනය කරන බැවින් වඩාත් ප්‍රබෝධමත් වන්නේ ඊනියා “නියුට්රෝන-නිදහස්” ප්රතික්රියා වේ. . නියුට්රෝන අස්වැන්නක් නොමැතිකම හේතුවෙන් ඩියුටීරියම් + හීලියම්-3 ප්රතික්රියාව යහපත් ය.
සැහැල්ලු හයිඩ්රජන් මත ප්රතික්රියා
D + T → 4 He (3.5 MeV) + n (14.1 MeV).
කෙසේ වෙතත්, මුදා හරින ලද චාලක ශක්තියෙන් බහුතරය (80% කට වඩා වැඩි) නියුට්රෝන වලින් පැමිණේ. අනෙකුත් පරමාණු සමඟ කොටස් ගැටීමෙන් ප්රතිඵලයක් ලෙස මෙම ශක්තිය තාප ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ. ඊට අමතරව වේගවත් නියුට්රෝන සැලකිය යුතු ප්‍රමාණයක් විකිරණශීලී අපද්‍රව්‍ය නිර්මාණය කරයි. ඊට වෙනස්ව, ඩියුටීරියම් සහ හීලියම්-3 සංශ්ලේෂණය විකිරණශීලී නිෂ්පාදන පාහේ නිපදවන්නේ නැත:
D + 3 He → 4 He (3.7 MeV) + p (14.7 MeV), p යනු ප්‍රෝටෝනයකි.
මෙය චුම්බක හයිඩ්‍රොඩයිනමික් උත්පාදකයක් වැනි චාලක විලයන ප්රතික්රියාව පරිවර්තනය කිරීම සඳහා සරල හා වඩා කාර්යක්ෂම පද්ධති භාවිතා කිරීමට ඉඩ සලසයි.
ප්රතික්රියාකාරක සැලසුම්
පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා මූලික යෝජනා ක්රම දෙකක් ඇත, එහි සංවර්ධනය දැනට සිදුවෙමින් පවතී (2012):
පළමු වර්ගයේ තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක දෙවැන්නට වඩා හොඳින් සංවර්ධනය කර අධ්යයනය කර ඇත.
විකිරණ ආරක්ෂාව
විකිරණ අනුව න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකට වඩා විලයන ප්රතික්රියාකාරකයක් ඉතා ආරක්ෂිතයි. පළමුවෙන්ම, එහි අඩංගු විකිරණශීලී ද්රව්ය ප්රමාණය සාපේක්ෂව කුඩා වේ. ඕනෑම අනතුරක ප්රතිඵලයක් ලෙස නිකුත් කළ හැකි ශක්තිය ද කුඩා වන අතර ප්රතික්රියාකාරකයේ විනාශයට හේතු විය නොහැක. ඒ අතරම, ප්රතික්රියාකාරක සැලැස්ම විකිරණශීලී ද්රව්ය පැතිරීම වළක්වන ස්වභාවික බාධක කිහිපයක් ඇත. උදාහරණයක් ලෙස, රික්තක කුටිය සහ ක්‍රියෝස්ටැට් කවචය මුද්‍රා තැබිය යුතුය, එසේ නොමැති නම් ප්රතික්රියාකාරකය සරලව ක්‍රියා කිරීමට නොහැකි වනු ඇත. කෙසේ වෙතත්, ITER නිර්මාණය කිරීමේදී විශාල අවධානයක් යොමු විය විකිරණ ආරක්ෂාවසාමාන්‍ය ක්‍රියාකාරිත්වය අතරතුර සහ සිදුවිය හැකි අනතුරු වලදී.
විකිරණශීලී දූෂණය විය හැකි මූලාශ්‍ර කිහිපයක් තිබේ:
- විකිරණශීලී සමස්ථානිකහයිඩ්රජන් - ට්රිටියම්;
- නියුට්රෝන ප්‍රකිරණයේ ප්රතිඵලයක් ලෙස ස්ථාපන ද්රව්යවල ඇති විකිරණශීලීතාව;
- පළමු බිත්තියේ ප්ලාස්මා ක්රියාකාරීත්වයේ ප්රතිඵලයක් ලෙස පිහිටුවන ලද විකිරණශීලී දූවිලි;
- සිසිලන පද්ධතියේ ඇති විය හැකි විකිරණශීලී විඛාදන නිෂ්පාදන.
රික්තක කුටිය සහ ක්‍රියෝස්ටැට් වලින් පිටව ගියහොත් ට්රිටියම් සහ දූවිලි පැතිරීම වැළැක්වීම සඳහා, ප්රතික්රියාකාරක ගොඩනැගිල්ලේ අඩු පීඩනයක් පවත්වා ගැනීම සඳහා විශේෂ වාතාශ්රය පද්ධතියක් අවශ්ය වේ. එබැවින්, වාතාශ්රය පෙරහන් හරහා හැර ගොඩනැගිල්ලෙන් වාතය කාන්දු නොවේ.
ප්රතික්රියාකාරකයක් තැනීමේදී, ITER උදාහරණයක් ලෙස, හැකි සෑම විටම, දැනටමත් පරීක්ෂා කර ඇති ද්රව්ය න්යෂ්ටික ශක්තිය. මේ නිසා, ප්‍රේරිත විකිරණශීලතාව සාපේක්ෂව කුඩා වනු ඇත. විශේෂයෙන්ම, සිසිලන පද්ධතිවල අසාර්ථකත්වයේ දී පවා, රික්තක කුටිය සහ අනෙකුත් ව්යුහාත්මක මූලද්රව්ය සිසිල් කිරීම සඳහා ස්වභාවික සංවහනය ප්රමාණවත් වනු ඇත.
ඇස්තමේන්තු පෙන්වා දෙන්නේ හදිසි අනතුරකදී පවා විකිරණශීලී විමෝචනය ජනගහනයට අනතුරක් නොවන අතර ඉවත් කිරීමේ අවශ්‍යතාවයට හේතු නොවන බවයි.
ඉන්ධන චක්රය
පළමු පරම්පරාවේ ප්රතික්රියාකාරක බොහෝ විට ඩියුටීරියම් සහ ටි්රටියම් මිශ්රණයක් මත ධාවනය වනු ඇත. ප්රතික්රියාවේදී නිපදවන නියුට්රෝන ප්රතික්රියාකාරක පලිහ මගින් අවශෝෂණය කර ගන්නා අතර, උත්පාදනය වන තාපය තාපන හුවමාරුකාරකයේ සිසිලනකාරකය රත් කිරීමට භාවිතා කරනු ඇති අතර, මෙම ශක්තිය උත්පාදක යන්ත්‍රය කරකැවීමට භාවිතා කරනු ඇත.
. .කාර්මික විදුලි ප්‍රභවයක් ලෙස විලයන ප්රතික්රියාව
විලයන ශක්තිය බොහෝ පර්යේෂකයන් (විශේෂයෙන් Christopher Llewellyn-Smith) විසින් දිගුකාලීනව "ස්වාභාවික" බලශක්ති ප්‍රභවයක් ලෙස සැලකේ. විදුලිය නිෂ්පාදනය සඳහා විලයන ප්රතික්රියාකාරක වානිජමය වශයෙන් භාවිතා කිරීමට යෝජනා කරන්නන් ඔවුන්ට පක්ෂව පහත තර්ක ඉදිරිපත් කරයි:
සම්ප්රදායික මූලාශ්රවලට සාපේක්ෂව විදුලිය පිරිවැය
සාමාන්‍ය අවශ්‍යතා සඳහා විදුලිය ජනනය කිරීමේදී න්යෂ්ටික විලයනයේ පිරිවැය-ඵලදායීතාවය විවෘත ප්රශ්නයක් ලෙස පවතින බව විචාරකයෝ පෙන්වා දෙති. බ්‍රිතාන්‍ය පාර්ලිමේන්තුවේ විද්යා හා තාක්ෂණ කාර්යාලය විසින් පත් කරන ලද එම අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ විලයන ප්රතික්රියාකාරකයක් භාවිතයෙන් විදුලිය ජනනය කිරීමේ පිරිවැය සාම්ප්රදායික බලශක්ති ප්‍රභවයන්ගේ පිරිවැය වර්ණාවලියේ ඉහළ අගයක් විය හැකි බවයි. අනාගතයේ පවතින තාක්ෂණය, වෙළඳපල ව්යුහය සහ නියාමනය මත බොහෝ දේ රඳා පවතී. විදුලිය පිරිවැය සෘජුවම රඳා පවතින්නේ භාවිතයේ කාර්යක්ෂමතාව, මෙහෙයුම් කාලය සහ ප්රතික්රියාකාරකය බැහැර කිරීමේ පිරිවැය මතය.
වෙනම ප්රශ්නයක් වන්නේ පර්යේෂණ පිරිවැයයි. යුරෝපා සංගමයේ රටවල් පර්යේෂණ සඳහා වාර්ෂිකව යුරෝ මිලියන 200ක් පමණ වැය කරන අතර, න්යෂ්ටික විලයනය කාර්මික භාවිතය හැකි වන තෙක් තවත් දශක කිහිපයක් ගතවනු ඇතැයි පුරෝකථනය කර ඇත. විකල්ප න්යෂ්ටික නොවන විදුලි බල ප්‍රභව යෝජනා කරන්නන් විශ්වාස කරන්නේ පුනර්ජනනීය විදුලි ප්‍රභව හඳුන්වා දීම සඳහා මෙම අරමුදල් භාවිතා කිරීම වඩාත් සුදුසු බවයි.
වාණිජ විලයන බලශක්තිය තිබීම
(1950 ගනන්වල මුල් පර්යේෂණයේ සිට) පුලුල්ව පැතිරුනු ශුභවාදී අදහස් තිබියදීත්, න්යෂ්ටික විලයන ක්රියාවලීන්, තාක්ෂණික හැකියාවන් සහ න්යෂ්ටික විලයනයේ ප්රායෝගික භාවිතය පිළිබඳ වර්තමාන අවබෝධය අතර සැලකිය යුතු බාධාවන් තවමත් ජයගෙන නොමැත. න්යෂ්ටික විලයනය භාවිතයෙන් විදුලිය නිපදවීම කොතරම් ලාභදායීද යන්න පවා පැහැදිලි නැත. පර්යේෂණවල නිරන්තර ප්‍රගතියක් තිබුණද, පර්යේෂකයන් නිරන්තරයෙන් නව ගැටලුවලට මුහුණ දෙයි. නිදසුනක් වශයෙන්, අභියෝගය වන්නේ සාම්ප්රදායික න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකවලට වඩා 100 ගුණයක් තීව්‍ර යැයි ගණන් බලා ඇති නියුට්රෝන බෝම්බ හෙලීමට ඔරොත්තු දිය හැකි ද්රව්යයක් සංවර්ධනය කිරීමයි. වැඩිවන ශක්තියක් සහිත න්යෂ්ටි සමඟ නියුට්රෝන අන්තර්ක්‍රියා කිරීමේ හරස්කඩ ප්‍රෝටෝන සහ නියුට්රෝන ගණන මත රඳා පැවතීම නවත්වන අතර පරමාණුක න්‍යෂ්ටියේ හරස්කඩට නැඹුරු වීම සහ ශක්ති නියුට්රෝන සඳහා වීම ගැටලුවේ බරපතලකම උග්‍ර කරයි. 14 MeV ප්රමාණවත් තරම් කුඩා අන්තර්ක්‍රියා හරස්කඩක් සහිත සමස්ථානිකයක් නොමැත. මෙය ඉතා නිතර නිතර ප්රතිස්ථාපනය කිරීම අවශ්ය වේ. සැලසුම් D-Tසහ D-D ප්රතික්රියාකාරකයසහ ප්රතික්රියාකාරක සැලසුම්වල පිරිවැය කෙතරම්ද යත් එහි ලාභදායීතාවය අඩු කරයි නවීන ද්රව්යමෙම වර්ග දෙක සඳහා එය ඔවුන් විසින් නිපදවන බලශක්ති පිරිවැයට වඩා වැඩි වේ. හැකි විසඳුම් වර්ග තුනක් තිබේ:
- පිරිසිදු න්යෂ්ටික විලයනය ප්රතික්ෂේප කිරීම සහ යුරේනියම් හෝ තෝරියම් විඛණ්ඩනය සඳහා නියුට්රෝන ප්‍රභවයක් ලෙස භාවිතා කිරීම.
- D-T ප්රතික්ෂේප කිරීම සහ D-D සංශ්ලේෂණයවෙනත් සංශ්ලේෂණ ප්රතික්රියා වලට පක්ෂව (උදාහරණයක් ලෙස D-He).
- ව්යුහාත්මක ද්රව්යවල පිරිවැය තියුනු ලෙස අඩු කිරීම හෝ ප්රකිරණයෙන් පසු ඒවායේ ප්රතිෂ්ඨාපනය සඳහා ක්රියාවලීන් වර්ධනය කිරීම. ද්රව්ය විද්යාව සඳහා විශාල ආයෝජන ද අවශ්ය වේ, නමුත් අපේක්ෂාවන් අවිනිශ්චිත ය.
D-He සංශ්ලේෂණය අතරතුර අතුරු ප්රතික්රියා D-D (3%) ප්රතික්රියාකාරකය සඳහා ලාභදායී මෝස්තර නිෂ්පාදනය සංකීර්ණ කරයි, නමුත් වර්තමාන තාක්ෂණික මට්ටමින් එය කළ නොහැකි ය.
පර්යේෂණයේ පහත අදියර වෙන්කර හඳුනාගත හැකිය:
1. සමතුලිතතාවය හෝ "පාස්" මාදිලිය(Break-even): විලයන ක්‍රියාවලියේදී මුදා හරින මුළු ශක්තිය ප්රතික්රියාව ආරම්භ කිරීමට සහ පවත්වා ගැනීමට වැය වන මුළු ශක්තියට සමාන වන විට. මෙම අනුපාතය සංකේතය සමඟ සලකුණු කර ඇත ප්‍රශ්නය.
2. දැවෙන ප්ලාස්මා(Burning Plasma): ප්රතික්රියාවට ප්රධාන වශයෙන් සහය වනුයේ ප්රතික්රියාව අතරතුරදී නිපදවන ඇල්ෆා අංශු මගින් බාහිර උණුසුමෙන් නොව අතරමැදි අවධියකි. Q ≈ 5. තවමත් (2012) සාක්ෂාත් කර නොමැත.
3. ජ්වලනය(දැල්වීම): ස්ථාවර, ස්වයං-තිරසාර ප්රතිචාරයක්. ඉහළ අගයන් තුළ සාක්ෂාත් කරගත යුතුය ප්‍රශ්නය. තවමත් සාක්ෂාත් කර නැත.
පර්යේෂණයේ මීළඟ පියවර විය යුත්තේ ජාත්‍යන්තර තාප න්යෂ්ටික පර්යේෂණ ප්රතික්රියාකාරකය (ITER) ය. මෙම ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේදී අධි-උෂ්ණත්ව ප්ලාස්මා (ගිනිගන්නා ප්ලාස්මා) හැසිරීම අධ්යයනය කිරීමට සැලසුම් කර ඇත. ප්‍රශ්නය~ 30) සහ කාර්මික ප්රතික්රියාකාරකයක් සඳහා ව්යුහාත්මක ද්රව්ය.
පර්යේෂණයේ අවසාන අදියර වනුයේ DEMO ය: ජ්වලනය සාක්ෂාත් කර ගැනීම සහ නව ද්රව්යවල ප්‍රායෝගිකත්වය ප්රදර්ශනය කෙරෙන මූලාකෘති කාර්මික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකි. DEMO අදියර සම්පූර්ණ කිරීම සඳහා වඩාත්ම ශුභවාදී පුරෝකථනය: අවුරුදු 30. සලකා බලමින් ඇස්තමේන්තුගත කාලයකාර්මික ප්රතික්රියාකාරකයක් තැනීම සහ ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා, අපි තාප න්යෂ්ටික බලශක්තියේ කාර්මික භාවිතයෙන් වසර 40 ක් දුරින් සිටිමු.
පවතින tokamaks
සමස්තයක් වශයෙන්, ටෝකාමාක් 300 ක් පමණ ලෝකයේ ඉදිකර ඇත. ඒවායින් විශාලතම ඒවා පහත දැක්වේ.
- සෝවියට් සංගමය සහ රුසියාව
- T-3 යනු පළමු ක්රියාකාරී උපාංගයයි.
- T-4 - T-3 හි විශාල කළ අනුවාදය
- T-7 යනු අද්විතීය ස්ථාපනයක් වන අතර, ලෝකයේ ප්‍රථම වතාවට, ද්‍රව හීලියම් මගින් සිසිල් කරන ලද ටින් නියෝබේට් මත පදනම් වූ සුපිරි සන්නායක සොලෙනොයිඩ් සහිත සාපේක්ෂ විශාල චුම්බක පද්ධතියක් ක්රියාත්මක වේ. ප්රධාන කාර්යය T-7 සම්පූර්ණ කරන ලදී: විලයන බලය සඳහා සුපිරි සන්නායක සොලෙනොයිඩ් ඊළඟ පරම්පරාව සඳහා අපේක්ෂාව සකස් කරන ලදී.
- T-10 සහ PLT යනු ලෝක තාප න්යෂ්ටික පර්යේෂණයේ මීළඟ පියවරයි, ඒවා එකම ප්‍රමාණයෙන්, සමාන බලයෙන්, එකම සිර කිරීමේ සාධකයක් ඇත. සහ ලබාගත් ප්රතිඵල සමාන වේ: ප්රතික්රියාකාරක දෙකම තාප න්යෂ්ටික විලයනයේ අපේක්ෂිත උෂ්ණත්වය ලබා ගත් අතර, ලෝසන් නිර්ණායකයට අනුව ප්රමාදය දෙසිය ගුණයක් පමණි.
- T-15 යනු ටෙස්ලා 3.6 ක ක්ෂේත්රයක් ලබා දෙන සුපිරි සන්නායක සොලෙනොයිඩ් සහිත වර්තමාන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයකි.
- ලිබියාව
- TM-4A
සබැඳි
- ඊ.පී. Velikhov; එස්.වී. මිර්නොව්පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය නිවසේ දිගට (PDF) ළඟා වේ. ත්රිත්ව නවෝත්පාදන සහ තාප න්යෂ්ටික පර්යේෂණ ආයතනය. රුසියානු විද්යා මධ්යස්ථානය"කුර්චතොව් ආයතනය".. ac.ru. - ගැටලුවේ ජනප්‍රිය ඉදිරිපත් කිරීම... මුල් පිටපතෙන් 2012 පෙබරවාරි 5 දින සංරක්ෂණය කරන ලදී. 2007 අගෝස්තු 8 දින ලබා ගන්නා ලදී.
- K. Llewellyn-Smith.තාප න්යෂ්ටික ශක්තියට යන මාර්ගයේ. 2009 මැයි 17 දින FIAN හිදී පවත්වන ලද දේශනයක ද්රව්ය.
- තාප න්යෂ්ටික විලයනය පිළිබඳ මහා අත්හදා බැලීමක් ඇමරිකා එක්සත් ජනපදයේ සිදු කෙරේ.
මේකත් බලන්න
සටහන්
- බොන්ඩරෙන්කෝ බී ඩී “සෝවියට් සංගමයේ පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය පිළිබඳ ප්‍රශ්නය මතු කිරීම සහ පර්යේෂණ ආරම්භ කිරීමේදී O.A. Lavrentiev ගේ භූමිකාව” // UFN 171 , 886 (2001).
- "ජනාධිපතිගේ ලේඛනාගාරයෙන්" යන කොටසේ ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද A.D. Sakharov විසින් සමාලෝචනය රුසියානු සමූහාණ්ඩුව" UFN 171 , 902 (2001), පි 908.
- සෝවියට් සංගමයේ භෞතික විද්යාඥයින්ගේ විද්යාත්මක ප්රජාව. 1950-1960 ගණන්වල. ලේඛන, මතකයන්, පර්යේෂණ/ සම්පාදනය කර සංස්කරණය කරන ලද්දේ P. V. Vizgin සහ A. V. Kessenich විසිනි. - ශාන්ත පීටර්ස්බර්ග්. : RGHA, 2005. - T. I. - P. 23. - 720 p. - පිටපත් 1000 යි.
- මුල්කාලීන එක්සත් ජනපද තාප න්යෂ්ටික අවි ආයුධ ද ස්වභාවික ලිතියම් ඩියුටරයිඩ් භාවිතා කරන ලදී, එහි ප්රධාන වශයෙන් ස්කන්ධ අංක 7 සහිත ලිතියම් සමස්ථානිකයක් අඩංගු වේ. එය ට්රිටියම් ප්‍රභවයක් ලෙස ද ක්‍රියා කරයි, නමුත් මේ සඳහා ප්රතික්රියාවට සම්බන්ධ නියුට්‍රෝනවලට 10 MeV හෝ ඊට වැඩි ශක්තියක් තිබිය යුතුය.
- නියුට්රෝන රහිත චක්‍ර තාප න්යෂ්ටික බලාගාර (උදාහරණයක් ලෙස, D + 3 He → p + 4 He + 18.353 MeV) අධි-උෂ්ණත්ව ප්ලාස්මා භාවිතා කරන MHD උත්පාදකයක් සහිත;
- E. P. Velikhov, S. V. Putvinskyෆියුෂන් ප්රතික්රියාකාරකය. ෆෝනිට් (ඔක්තෝබර් 22, 1999). - 10/22/1999 දිනැති වාර්තාව, ලෝක විද්යාඥයින්ගේ සම්මේලනයේ බලශක්ති මධ්‍යස්ථානයේ රාමුව තුළ සිදු කරන ලදී. 2012 පෙබරවාරි 5 වැනි දින මුල් පිටපතෙන් සංරක්ෂණය කරන ලදී. 2011 ජනවාරි 16 දින ලබා ගන්නා ලදී.
- (ඉංග්රීසි) පසු සටහන: න්යෂ්ටික විලයනය, 2003
- EFDA | යුරෝපීය ෆියුෂන් සංවර්ධන ගිවිසුම
- Tore Supra
- Tokamak Fusion Test Reactor
- ප්‍රින්ස්ටන් ප්ලාස්මා භෞතික විද්‍යාගාර දළ විශ්ලේෂණය
- MIT ප්ලාස්මා විද්යාව සහ ෆියුෂන් මධ්යස්ථානය: පර්යේෂණ>ඇල්කේටර්>
- මුල් පිටුව - Fusion වෙබ් අඩවිය
- ෆියුෂන් ප්ලාස්මා පර්යේෂණ
- කෘතිම සූර්යයා-中安在线-ඉංග්රීසි
- තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකය බිංදුවෙන් එළියට ආවා - පුවත්පත. රු
- "ස්පයිඩර් මෑන් 2" චිත්‍රපටය පිළිබඳ තොරතුරු - සිනමා "කොස්මොස්"
| න්යෂ්ටික තාක්ෂණය | |
|---|---|
| ඉංජිනේරු | |
| ද්රව්ය | |
| න්යෂ්ටික බලශක්තිය | |
| න්යෂ්ටික වෛද්ය විද්යාව | |
| න්යෂ්ටික අවි | |
| බලශක්තිය නිෂ්පාදන සහ කර්මාන්ත මගින් ව්යුහය |
||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| විදුලි බල කර්මාන්තය: විදුලිය |
| |||||||||||||||||||||||||
න්යෂ්ටික ශක්තියේ ප්රධාන ප්‍රභව හතරෙන් දැන් කාර්මික ක්‍රියාවට නංවා ඇත්තේ දෙකක් පමණි: විකිරණශීලී ක්ෂය වීමේ ශක්තිය බලශක්ති ප්‍රභවයන්හි භාවිතා වන අතර විඛණ්ඩන දාම ප්රතික්රියාව න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල භාවිතා වේ. න්යෂ්ටික ශක්තියේ තුන්වන ප්‍රභවය වන්නේ විනාශයයි මූලික අංශුඔහු ෆැන්ටසි ක්ෂේත්‍රයෙන් ඉවත් වන තුරු. හතරවන මූලාශ්රය වේ පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය, පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය,න්‍යාය පත්‍රයේ ඇත. මෙම මූලාශ්රය තුන්වන එකට වඩා අඩු විභවයක් වුවද, එය සැලකිය යුතු ලෙස දෙවැන්න ඉක්මවා යයි.
රසායනාගාර තත්වයන් තුළ තාප න්යෂ්ටික විලයනය සිදු කිරීම තරමක් සරල ය, නමුත් බලශක්ති ප්‍රතිනිෂ්පාදනය තවමත් සාක්ෂාත් කර ගෙන නොමැත. කෙසේ වෙතත්, මෙම දිශාවෙහි වැඩ කටයුතු සිදු වෙමින් පවතින අතර, රේඩියෝ රසායනික ශිල්පීය ක්රම සංවර්ධනය වෙමින් පවතී, මූලික වශයෙන් CTS ස්ථාපනයන් සඳහා ට්රිටියම් ඉන්ධන නිෂ්පාදනය සඳහා තාක්ෂණයන්.
මෙම පරිච්ඡේදය තාප න්යෂ්ටික විලයනයෙහි සමහර විකිරණ රසායනික අංශ පරීක්ෂා කරන අතර න්යෂ්ටික බලයේ පාලිත විලයනය සඳහා ස්ථාපනයන් භාවිතා කිරීමේ අපේක්ෂාවන් සාකච්ඡා කරයි.
පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය- සැහැල්ලු පරමාණුක න්යෂ්ටීන් බර න්යෂ්ටි බවට විලයනය වීමේ ප්රතික්රියාව, අතිශය ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී සිදුවන අතර විශාල ශක්ති ප්‍රමාණයක් මුදා හැරීමත් සමඟ සිදු වේ. පුපුරන සුලු තාප න්යෂ්ටික විලයනය මෙන් නොව (හයිඩ්රජන් බෝම්බයක භාවිතා වේ), එය පාලනය වේ. පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය ක්‍රියාවට නැංවීම සඳහා භාවිතා කිරීමට සැලසුම් කර ඇති ප්රධාන න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා වලදී, -H සහ 3 H භාවිතා කරනු ඇති අතර, දිගුකාලීනව, 3 He සහ "B" භාවිතා කරනු ඇත.
පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය සඳහා බලාපොරොත්තු තත්වයන් දෙකක් සමඟ සම්බන්ධ වේ: i) නිශ්චල තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාවක් හේතුවෙන් තාරකා පවතින බව විශ්වාස කෙරේ, සහ 2) පාලනය නොකළ තාප න්යෂ්ටික විලයනය න්යෂ්ටික ක්රියාවලියහයිඩ්‍රජන් බෝම්බයක් පිපිරවීමේදී ඉතා සරලව ක්රියාත්මක කිරීමට සමත් විය. පාලන න්යෂ්ටික විලයන ප්රතික්රියාවක් පවත්වා ගැනීමට මූලික බාධාවක් නොමැති බව පෙනේ. කෙසේ වෙතත්, බලශක්ති ප්රතිලාභ ලබා ගැනීමත් සමඟ රසායනාගාර තත්වයන් තුළ CTS ක්රියාත්මක කිරීමට දැඩි උත්සාහයන් සම්පූර්ණයෙන්ම අසාර්ථක විය.
කෙසේ වෙතත්, CVT දැන් බලශක්ති නිෂ්පාදනයේ දී පොසිල ඉන්ධන ආදේශ කිරීම ඉලක්ක කරගත් වැදගත් තාක්ෂණික විසඳුමක් ලෙස සැලකේ. බලශක්තිය සඳහා වන ගෝලීය ඉල්ලුම, විදුලි නිෂ්පාදනය වැඩි කිරීම සහ පුනර්ජනනීය නොවන අමුද්රව්ය ක්ෂය වීම අවශ්ය වන අතර, නව විසඳුම් සෙවීම උත්තේජනය කරයි.
තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක ආලෝක පරමාණුක න්යෂ්ටීන් විලයනයෙන් මුදා හරින ශක්තිය භාවිතා කරයි. නැපොමියෝ:
ට්රිටියම් සහ ඩියුටීරියම් න්‍යෂ්ටීන්හි විලයන ප්රතික්රියාව පාලනය කරන ලද තාප න්යෂ්ටික විලයනය සඳහා පොරොන්දු වේ, මන්ද එහි හරස්කඩ අඩු ශක්තියකදී පවා තරමක් විශාල වේ. මෙම ප්රතික්රියාව නිශ්චිත සපයයි කැලරි වටිනාකම 3.5-11 J/g. ප්රධාන ප්රතික්රියාව D+T=n+a විශාලතම හරස්කඩ ඇත o t ah=5 ඩියුටෙරෝන් ශක්තියේ අනුනාදයෙන් ආර් ඒන් E pSh x= 0.108 MeV, ප්රතික්රියා වලට සාපේක්ෂව D+D=n+3He a,„ a *=0.i05 barn; E උපරිම = 1.9 MeV, D+D=p+T tah ගැන = 0.09 ආර් ඒන්; E උපරිම = 2.0 MeV, මෙන්ම ප්රතික්රියාව සමඟ 3He+D=p+a a m ax=0.7 barn; Eotah= 0.4 MeV අවසාන ප්රතික්රියාව 18.4 MeV නිකුත් කරයි. ප්රතික්රියාවේදී (3) ශක්ති එකතුව p+a 17.6 MeV ට සමාන, ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන නියුට්‍රෝනවල ශක්තිය?„=14.1 MeV; සහ ලැබෙන ඇල්ෆා අංශුවල ශක්තිය 3.5 MeV වේ. T(d,n)a සහ:) He(d,p)a ප්රතික්රියා වල අනුනාද තරමක් පටු නම්, D(d,n)3He සහ D(d,p)T ප්රතික්රියා වල ඉතා පුළුල් වේ. 1 සිට 10 MeV දක්වා කලාපයේ විශාල අගයන් හරස්කඩ සහිත අනුනාදයක් සහ 0.1 MeV සිට 1 MeV දක්වා රේඛීය වැඩි වීමක්.
අදහස් දක්වන්න. පහසුවෙන් ජ්වලනය කළ හැකි DT ඉන්ධන සමඟ ඇති ගැටළු නම් ට්රිටියම් ස්වභාවිකව සිදු නොවන අතර විලයන ප්රතික්රියාකාරකයේ අභිජනන බ්ලැන්කට්ටුවේ ලිතියම් වලින් නිපදවිය යුතුය; ට්රිටියම් විකිරණශීලී වේ (Ti/ 2 =12.6 වසර), DT ප්රතික්රියාකාරක පද්ධතියේ ට්රිටියම් කිලෝග්‍රෑම් 10 සිට 10 දක්වා අඩංගු වේ; DT ප්රතික්රියාවේ ශක්තියෙන් 80% ක් මුදා හරිනු ලබන්නේ 14 MeV නියුට්රෝන සමඟින් වන අතර එමඟින් ප්රතික්රියාකාරක ව්‍යුහයන් තුළ කෘත්‍රිම විකිරණශීලීතාව ඇති කරන අතර විකිරණ හානි සිදුවේ.
රූපයේ. රූප සටහන 1 මඟින් ප්රතික්රියා හරස්කඩවල (1 - h) බලශක්ති යැපීම් පෙන්වයි. ප්රතික්රියා (1) සහ (2) හරස්කඩ සඳහා ප්‍රස්ථාර ප්රායෝගිකව සමාන වේ - ශක්තිය වැඩි වන විට හරස්කඩ වැඩි වන අතර ඉහළ ශක්ති වලදී ප්රතික්රියාවේ සම්භාවිතාව නියත අගයකට නැඹුරු වේ. ප්රතික්රියාවේ හරස්කඩ (3) ප්‍රථමයෙන් වැඩි වන අතර, 90 MeV අනුපිළිවෙලෙහි ශක්ති වලදී උපරිම 10 ආර් ඒන් වෙත ළඟා වන අතර පසුව ශක්තිය වැඩි වීමත් සමඟ අඩු වේ.
සහල්. 1. ස්කන්ධ පද්ධතියේ මධ්යයේ අංශු ශක්තියේ ශ්රිතයක් ලෙස සමහර තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා වල හරස්කඩ: 1 - න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව (3); 2 - ප්රතික්රියා (1) සහ (2).
ට්රිටියම් න්‍යෂ්ටියට වේගවත් ඩියුටෙරෝන සමඟ බෝම්බ හෙලීමේදී විශාල විසිරුණු හරස්කඩ හේතුවෙන්, D - T ප්රතික්රියාවේ තාප න්යෂ්ටික විලයන ක්‍රියාවලියේ ශක්ති සමතුලිතතාවය සෘණ විය හැක. විලයනයේදී නිකුත් වන ශක්තියට වඩා වැඩි ශක්තියක් ඩියුටෙරෝන වේගවත් කිරීමට වැය වේ. බෝම්බ හෙලීමෙන් පසු අංශු ඇති වුවහොත් ධනාත්මක ශක්ති සමතුලිතතාවයක් ලබා ගත හැකිය ප්රත්යාස්ථ ඝට්ටනයනැවත ප්රතික්රියාවට සහභාගී වීමට හැකි වනු ඇත. විද්යුත් විකර්ෂණය ජය ගැනීමට න්‍යෂ්ටියට ඉහළ චාලක ශක්තියක් තිබිය යුතුය. පරමාණු හෝ අණු සම්පූර්ණයෙන්ම අයනීකෘත තත්වයක පවතින අධි-උෂ්ණත්ව ප්ලාස්මා තුළ මෙම තත්වයන් නිර්මාණය කළ හැක. උදාහරණයක් ලෙස, D-T ප්රතික්රියාව ආරම්භ වන්නේ 100 8 K ට වැඩි උෂ්ණත්වයකදී පමණි. එක් D-T විලයන ප්රතික්රියාවක් සාමාන්‍ය න්යෂ්ටික ඝට්ටන සඳහා වැය වන ප්රමාණයට වඩා වැඩි ශක්තියක් ඒකක පරිමාවකට සහ ඒකක කාලයකට මුදා හරිනු ලැබේ CTS ගැටළු දෙකක් විසඳීමෙන් සමන්විත වේ: අවශ්ය උෂ්ණත්වයට ද්රව්යයක් රත් කිරීම සහ තාප න්යෂ්ටික ඉන්ධනවල කැපී පෙනෙන කොටසක් “දැවීමට” ප්රමාණවත් කාලයක් රඳවා තබා ගැනීම.
ලෝසන් නිර්ණායකය සම්පූර්ණ කළහොත් පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය සාක්ෂාත් කරගත හැකි බව විශ්වාස කෙරේ (m>10'4 s cm-3, එහිදී p -ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්ලාස්මා ඝනත්වය, t - පද්ධතිය තුළ එහි රඳවා තබා ගැනීමේ කාලය).
මෙම නිර්ණායකය සපුරා ඇති විට, CTS තුළ නිකුත් කරන ලද ශක්තිය පද්ධතියට හඳුන්වා දුන් ශක්තිය ඉක්මවා යයි.
නිදහස් අවකාශයේ දී ප්ලාස්මාව ක්ෂණිකව ප්‍රසාරණය වන බැවින් ප්ලාස්මා ලබා දී ඇති පරිමාවක් තුළ තබා ගත යුතුය. අධික උෂ්ණත්වය නිසා ප්ලාස්මා ජලාශයක තැබිය නොහැක
ද්රව්ය. ප්ලාස්මා අඩංගු කිරීම සඳහා, අධි සන්නායක චුම්බක භාවිතයෙන් නිර්මාණය කරන ලද අධි-තීව්‍ර චුම්බක ක්ෂේත්රයක් භාවිතා කිරීම අවශ්ය වේ.
සහල්. 2. tokamak හි ක්රමානුරූප රූප සටහන.
ඔබ බලශක්ති ලාභයක් ලබා ගැනීමේ ඉලක්කය තබා නොගන්නේ නම්, රසායනාගාර තත්වයන් තුළ CTS ක්රියාත්මක කිරීම තරමක් සරල ය. මෙය සිදු කිරීම සඳහා, යුරේනියම් විඛණ්ඩන ප්රතික්රියාව මත ක්රියාත්මක වන ඕනෑම මන්දගාමී ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක නාලිකාවට ලිතියම් ඩියුටරයිඩ් ඇම්පියුලයක් අඩු කිරීම ප්රමාණවත් වේ (ඔබට ස්වාභාවික සමස්ථානික සංයුතිය (7% 6 Li) සමඟ ලිතියම් භාවිතා කළ හැකිය, නමුත් එය වඩා හොඳය. එය ස්ථායී සමස්ථානික 6 Li) සමඟ පොහොසත් වේ. තාප නියුට්රෝන වල බලපෑම යටතේ පහත න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව සිදුවේ.
මෙම ප්රතික්රියාවේ ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, "උණුසුම්" ට්රයිටියම් පරමාණු පෙනේ. Tritium recoil පරමාණුවේ (~3 MeV) ශක්තිය LiD හි ඇති ඩියුටීරියම් සමඟ ට්රිටියම් අන්තර්ක්‍රියා සිදු වීමට ප්රමාණවත් වේ:
මෙම ක්රමය බලශක්ති අරමුණු සඳහා සුදුසු නොවේ: ක්රියාවලිය සඳහා බලශක්ති පිරිවැය මුදා හරින ලද ශක්තිය ඉක්මවා යයි. එබැවින්, අපි CTS ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා වෙනත් විකල්ප සොයා බැලිය යුතුය, විශාල බලශක්ති ලාභයක් ලබා දෙන විකල්ප.
ඔවුන් CTS ක්රියාත්මක කිරීමට උත්සාහ කරන්නේ එක්කෝ අර්ධ-ස්ථිතික (t>1 s, tg>yu බලන්න "ඔහ්, හෝ ස්පන්දන පද්ධතිවල (t*io -8 s, n>u 22 cm*w). පළමු (tokamak, stellarator, දර්පණ උගුල, ආදිය), ප්ලාස්මා සීමා කිරීම සහ තාප පරිවාරක විවිධ වින්යාසය චුම්බක ක්ෂේත්ර සිදු කරනු ලැබේ. ස්පන්දන පද්ධතිවලදී, ප්ලාස්මා නිර්මාණය කරනු ලබන්නේ බලගතු ලේසර් හෝ ඉලෙක්ට්‍රෝන කදම්භයකින් නාභිගත කරන ලද විකිරණ සහිත ඝන ඉලක්කයක් (ඩියුටීරියම් සහ ට්රිටියම් මිශ්‍රණයක ධාන්ය) ප්‍රකිරණය කිරීමෙනි: කුඩා ඝන ඉලක්ක කදම්භයක් නාභිගත වූ විට, අනුක්‍රමික තාප න්යෂ්ටික ක්ෂුද්‍ර පිපිරුම් මාලාවක්. සිදුවේ.
ප්ලාස්මා සීමා කිරීම සඳහා විවිධ කුටි අතර, ටොරොයිඩ් වින්යාසය සහිත කුටියක් පොරොන්දු වේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, ඉලෙක්ට්රෝඩ රහිත මුදු විසර්ජනයක් භාවිතයෙන් ටොරොයිඩ් කුටියක් තුළ ප්ලාස්මා නිර්මාණය වේ. tokamak එකකදී, ප්ලාස්මාවේ ඇති කරන ධාරාව ට්රාන්ස්ෆෝමරයක ද්විතියික වංගු වීමක් වැනිය. චුම්බක ක්ෂේත්රය, ප්ලාස්මා රඳවා තබා ගැනීම, කුටීරය වටා එතීෙම් හරහා ගලා යන ධාරාව නිසාත්, ප්ලාස්මාව තුළ ඇති වන ධාරාව නිසාත් නිර්මාණය වේ. ස්ථායී ප්ලාස්මා ලබා ගැනීම සඳහා, බාහිර කල්පවත්නා චුම්බක ක්ෂේත්රයක් භාවිතා වේ.
තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් යනු ඉතා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී (>10 8 K) ප්ලාස්මාවේ සිදුවන ආලෝක පරමාණුක න්‍යෂ්ටීන්ගේ විලයන ප්රතික්රියා හරහා ශක්තිය නිපදවීමේ උපකරණයකි. විලයන ප්රතික්රියාකාරකයක් සපුරාලිය යුතු ප්රධාන අවශ්‍යතාවය වන්නේ එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස නිකුත් වන ශක්තියයි
තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා ප්රතික්රියාව පවත්වා ගැනීම සඳහා බාහිර ප්‍රභවයන්ගෙන් බලශක්ති පිරිවැය සඳහා වන්දි ගෙවීමට වඩා වැඩි ය.
සහල්. h. පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය සඳහා ප්රතික්රියාකාරකයේ ප්රධාන සංරචක.
TO-CAMAK වර්ගයේ තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් (චුම්බක දඟර සහිත ටොරොයිඩ් කුටිය) රික්ත කුටීරයකින් සමන්විත වන අතර එය ප්ලාස්මා සංසරණය වන නාලිකාවක්, ක්ෂේත්රයක් නිර්මාණය කරන චුම්බක සහ ප්ලාස්මා තාපන පද්ධති සාදයි. මෙයට අමුණා ඇත්තේ නාලිකාවෙන් නිරන්තරයෙන් වායූන් පොම්ප කරන රික්ත පොම්ප, එය දැවී යන විට ඉන්ධන බෙදා හැරීමේ පද්ධතියක් සහ අපසරනය - තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාවක ප්රතිඵලයක් ලෙස ලබාගත් ශක්තිය ප්‍රතික්‍රියාකාරකයෙන් ඉවත් කරන පද්ධතියකි. ටොරොයිඩ් ප්ලාස්මා රික්ත කවචයක ඇත. a-උෂ්ණත්ව න්යෂ්ටික විලයනයේ ප්රතිඵලයක් ලෙස ප්ලාස්මාවේ පිහිටුවා එහි ඇති අංශු එහි උෂ්ණත්වය වැඩි කරයි. නියුට්රෝන රික්තක කුටියේ බිත්තිය හරහා දියර ලිතියම් හෝ 6 Li වලින් පොහොසත් ලිතියම් සංයෝගයක් අඩංගු බ්ලැන්කට්ටුවේ කලාපයට විනිවිද යයි. ලිතියම් සමඟ අන්තර්ක්‍රියා කරන විට, නියුට්‍රෝනවල චාලක ශක්තිය තාපය බවට පරිවර්තනය වන අතර ට්රිටියම් එකවර ජනනය වේ. බ්ලැන්කට්ටුව විශේෂ කවචයක තබා ඇති අතර එමඟින් චුම්බකය නියුට්රෝන, y-විකිරණ සහ තාප ප්‍රවාහ වලින් ගැලවී යාමෙන් ආරක්ෂා කරයි.
Tokamak ආකාරයේ ස්ථාපනයන්හිදී, ඉලෙක්ට්රෝඩ රහිත මුදු විසර්ජනයක් භාවිතයෙන් ටොරොයිඩ් කුටියක් තුළ ප්ලාස්මා නිර්මාණය වේ. මෙම කාර්යය සඳහා, ප්ලාස්මා කැටියක් තුළ විදුලි ධාරාවක් නිර්මාණය වී ඇති අතර, ඒ සමඟම එය තමන්ගේම චුම්බක ක්ෂේත්රයක් වර්ධනය කරයි - ප්ලාස්මා කැටියම චුම්බකයක් බවට පත්වේ. දැන් භාවිතා කරන්නේ බාහිරයි චුම්බක ක්ෂේත්රයනිශ්චිත වින්යාසයක් සහිතව, බිත්ති සමඟ සම්බන්ධ වීමට ඉඩ නොදී, කුටියේ මධ්යයේ ප්ලාස්මා වලාකුළ අත්හිටුවිය හැකිය.
Diverter - උපාංග කට්ටලයක් (විශේෂ පොලොයිඩල් චුම්බක දඟර; ප්ලාස්මා සමඟ ස්පර්ශ වන පැනල් - ප්ලාස්මා උදාසීනකාරක), එහි ආධාරයෙන් ප්ලාස්මා සමඟ බිත්තියේ සෘජු සම්බන්ධතා ප්‍රදේශය ප්රධාන උණුසුම් ප්ලාස්මාවෙන් උපරිම ලෙස ඉවත් කරනු ලැබේ. එය ආරෝපිත අංශු ප්‍රවාහයක ස්වරූපයෙන් ප්ලාස්මාවෙන් තාපය ඉවත් කිරීමට සහ ඩිවර්ටර් තහඩු මත උදාසීන කරන ලද ප්රතික්රියා නිෂ්පාදන පොම්ප කිරීමට භාවිතා කරයි: හීලියම් සහ ප්‍රෝටියම්. සංශ්ලේෂණ ප්රතික්රියාවට බාධා කරන දූෂක ප්ලාස්මා ඉවත් කරයි.
තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් එහි නිෂ්පාදනයේ බලශක්ති පිරිවැයට ප්රතික්රියාකාරකයේ තාප බලයේ අනුපාතයට සමාන බල විස්තාරණ සාධකයක් මගින් සංලක්ෂිත වේ. ප්රතික්රියාකාරකයේ තාප බලය එකතු කරනු ලැබේ:
- - ප්ලාස්මා හි තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාවකදී මුදා හරින ලද බලයෙන්;
- - තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාවේ දහන උෂ්ණත්වය හෝ ප්ලාස්මාවේ ස්ථාවර ධාරාව පවත්වා ගැනීම සඳහා ප්ලාස්මා තුළට හඳුන්වා දෙන බලයෙන්;
- - බ්ලැන්කට්ටුවේ මුදා හරින ලද බලයෙන් - තාප න්යෂ්ටික නියුට්‍රෝනවල ශක්තිය භාවිතා කරන සහ විකිරණ නිරාවරණයෙන් චුම්බක දඟර ආරක්ෂා කිරීමට සේවය කරන ප්ලාස්මා වටා ඇති කවචයකි. ෆියුෂන් ප්රතික්රියාකාරක බ්ලැන්කට්ටුව - තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ප්රධාන කොටස් වලින් එකක්, තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා සිදුවන ප්ලාස්මාව වටා ඇති විශේෂ කවචයක් න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාසහ තාප න්යෂ්ටික නියුට්‍රෝනවල ශක්තිය ප්‍රයෝජනයට ගැනීමට සේවය කරයි.
බ්ලැන්කට්ටුව සෑම පැත්තකින්ම ප්ලාස්මා වලල්ල ආවරණය කරයි, සහ D-T විලයනයේදී නිපදවන ප්රධාන ශක්ති වාහකයන් - 14-MeV නියුට්රෝන - එය බ්ලැන්කට්ටුවට මුදා හරින අතර, එය තාපන හුවමාරුකාරක වලින් සමන්විත වන අතර එමඟින් ජලය ටොකාමාක් හරහා ගමන් කරයි ක්රියාත්මක වන අතර, එහි අඩංගු වන්නේ බලාගාරයක, වාෂ්ප වාෂ්ප ටර්බයිනයක් කරකවන අතර, එය උත්පාදක රෝටරයක් කරකවයි.
බ්ලැන්කට්ටුවේ ප්රධාන කාර්යය වන්නේ ශක්තිය එකතු කිරීම, එය තාපය බවට පරිවර්තනය කිරීම සහ බල උත්පාදන පද්ධති වෙත මාරු කිරීම මෙන්ම ක්‍රියාකරුවන් ආරක්ෂා කිරීමයි. පරිසරයතාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් මගින් නිර්මාණය කරන ලද අයනීකරණ විකිරණ වලින්. තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ඇති බ්ලැන්කට්ටුවට පිටුපසින් විකිරණ ආරක්ෂණ තට්ටුවක් ඇත, ඒවායේ ක්‍රියාකාරිත්වය වන්නේ විද්යුත් චුම්භක පද්ධතියේ ක්‍රියාකාරීත්වය සහතික කිරීම සඳහා පදාර්ථය සමඟ ප්රතික්රියා කිරීමේදී සාදන ලද නියුට්රෝන සහ y-ක්වන්ටා ගලායාම තවදුරටත් දුර්වල කිරීමයි. මෙය ජීව විද්යාත්මක ආරක්ෂාවක් අනුගමනය කරන අතර එය ශාක සේවකයින්ට අනුගමනය කළ හැකිය.
"ක්රියාකාරී" බ්ලැන්කට් අභිජනනය කරන්නෙකු නිර්මාණය කර ඇත්තේ තාප න්යෂ්ටික ඉන්ධනවල එක් සංරචකයක් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහාය. ට්රිටියම් පරිභෝජනය කරන ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල, ට්රිටියම් කාර්යක්ෂමව නිෂ්පාදනය කිරීම සහතික කිරීම සඳහා බ්ලැන්කට්ටුවට අභිජනන ද්රව්ය (ලිතියම් සංයෝග) ඇතුළත් වේ.
ඩියුටීරියම්-ට්රිටියම් ඉන්ධන භාවිතයෙන් තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් ක්රියාත්මක කරන විට, ප්රතික්රියාකාරකයේ ඉන්ධන ප්රමාණය (D+T) නැවත පිරවීම සහ ප්ලාස්මාවෙන් 4He ඉවත් කිරීම අවශ්ය වේ. ප්ලාස්මාවේ ප්රතික්රියා වල ප්රතිඵලයක් ලෙස ට්රිටියම් දහනය වන අතර විලයන ශක්තියේ ප්රධාන කොටස නියුට්රෝන වෙත මාරු කරනු ලබන අතර ඒ සඳහා ප්ලාස්මා පාරදෘශ්‍ය වේ. මෙය ප්ලාස්මා සහ විද්යුත් චුම්භක පද්ධතිය අතර විශේෂ කලාපයක් තැබීමේ අවශ්‍යතාවයට හේතු වන අතර, එහිදී පිළිස්සුණු ට්රිටියම් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය වන අතර නියුට්රෝන ශක්තියෙන් වැඩි ප්‍රමාණයක් අවශෝෂණය වේ. මෙම කලාපය අභිජනන බ්ලැන්කට් ලෙස හැඳින්වේ. එය ප්ලාස්මාවේ පිළිස්සූ ට්රිටියම් ප්‍රජනනය කරයි.
න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා හරහා නියුට්රෝන ප්‍රවාහ සමඟ ලිතියම් ප්‍රකිරණය කිරීමෙන් බ්ලැන්කට්ටුවේ ඇති ට්රිටියම් නිපදවිය හැක: 6 Li(n,a)T+4.8 MeV සහ 7 Li(n,n’a) - 2.4 MeV.
ලිතියම් වලින් ට්රිටියම් නිපදවන විට, ස්වාභාවික ලිතියම් සමස්ථානික දෙකකින් සමන්විත බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය: 6 Li (7.52%) සහ 7 Li (92.48%). පිරිසිදු 6 Li 0 = 945 barn හි තාප නියුට්රෝන අවශෝෂණ හරස්කඩ, සහ ප්රතික්රියාව සඳහා සක්‍රිය හරස්කඩ (p, p) 0.028 barn වේ. ස්වාභාවික ලිතියම් සඳහා, යුරේනියම් විඛණ්ඩනයේදී නිපදවන නියුට්රෝන ඉවත් කිරීම සඳහා හරස්කඩ 1.01 බාර්න් ට සමාන වන අතර තාප නියුට්රෝන අවශෝෂණය සඳහා හරස්කඩ a = 70.4 ආර් ඒන් වේ.
තාප නියුට්රෝන 6 Li විකිරණ ග්‍රහණය කිරීමේදී y-විකිරණවල ශක්ති වර්ණාවලිය පහත අගයන් මගින් සංලක්ෂිත වේ: ශක්ති පරාසය තුළ 6^-7 MeV = 0.51 MeV, අවශෝෂණය කරන ලද නියුට්‍රෝනයකට විමෝචනය වන y-quanta හි සාමාන්‍ය ශක්තිය පරාසය 7-r8 MeV - 0 .94 MeV. සම්පූර්ණ ශක්තිය
මගින් බල ගැන්වෙන තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක D-T ඉන්ධන, ප්රතික්රියාවේ ප්රතිඵලයක් ලෙස:
නියුට්රෝන ග්‍රහණයකට y-විකිරණය 1.45 MeV වේ. 7 Li සඳහා, අවශෝෂණ හරස්කඩ 0.047 ආර් ඒන් වන අතර, සක්‍රීය හරස්කඩ 0.033 ආර් ඒන් (2.8 MeV ට වැඩි නියුට්රෝන ශක්තීන්හිදී). LiH විඛණ්ඩන නියුට්රෝන නිස්සාරණය හරස්කඩ ස්වභාවික සංයුතිය=1.34 ආර් ඒන්, ලී ලෝහ - 1.57 ආර් ඒන්, LiF - 2.43 ආර් ඒන්.
තාප න්යෂ්ටික නියුට්රෝන සෑදී ඇති අතර, එමඟින් ප්ලාස්මා පරිමාවෙන් ඉවත් වී ලිතියම් සහ බෙරිලියම් අඩංගු බ්ලැන්කට් කලාපයට ඇතුළු වන අතර එහිදී පහත ප්රතික්රියා සිදු වේ:
මේ අනුව, තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක් ඩියුටීරියම් සහ ලිතියම් දහනය කරන අතර ප්‍රතික්‍රියාවල ප්රතිඵලයක් ලෙස නිෂ්ක්‍රීය වායු හීලියම් සාදනු ඇත.
දී D-T ප්රතික්රියාප්ලාස්මා තුළ ට්රිටියම් දහනය වන අතර 14.1 MeV ශක්තියක් සහිත නියුට්‍රෝනයක් නිපදවයි. බ්ලැන්කට්ටුවේ දී, මෙම නියුට්‍රෝනය ප්ලාස්මාවේ ඇති පාඩු පියවා ගැනීමට අවම වශයෙන් එක් ට්රිටියම් පරමාණුවක් හෝ ජනනය කිරීම අවශ්ය වේ. ට්රිටියම් ප්‍රජනන අනුපාතය වෙත("එක් සිද්ධි තාප න්යෂ්ටික නියුට්‍රෝනයකට බ්ලැන්කට්ටුවේ සෑදෙන ට්රිටියම් ප්රමාණය) බ්ලැන්කට්ටුවේ ඇති නියුට්රෝන වල වර්ණාවලිය, නියුට්රෝන අවශෝෂණය හා කාන්දු වීමේ විශාලත්වය මත රඳා පවතී. බ්ලැන්කට්ටුවෙන් 0% ප්ලාස්මා ආවරණයක් සහිතව, අගය k> 1,05.
සහල්. රූපය 4. නියුට්රෝන ශක්තිය මත ට්රිටියම් සෑදීමේ න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා වල හරස්කඩ මත යැපීම: 1 - ප්රතික්රියාව 6 Li(n,t)'»He, 2 - ප්රතික්රියාව 7 Li(n,n',0 4 He.
6 Li න්‍යෂ්ටියට ට්රිටියම් (0.025 eV ට 953 බාර්න්) සෑදීමත් සමඟ තාප නියුට්රෝන සඳහා ඉතා විශාල අවශෝෂණ හරස්කඩක් ඇත. අඩු ශක්ති වලදී, Li හි නියුට්රෝන අවශෝෂණ හරස්කඩ නීතිය (l/u) අනුගමනය කරන අතර ස්වාභාවික ලිතියම් සම්බන්ධයෙන් තාප නියුට්රෝන සඳහා 71 බාර්න් අගයකට ළඟා වේ. 7 Li සඳහා, නියුට්රෝන සමඟ අන්තර්ක්‍රියා සඳහා හරස්කඩ 0.045 පමණක් වේ. එබැවින්, අභිජනනය කරන්නාගේ ඵලදායිතාව වැඩි කිරීම සඳහා ස්වභාවික ලිතියම් 6 Li සමස්ථානිකයෙන් පොහොසත් කළ යුතුය. කෙසේ වෙතත්, සමස්ථානික මිශ්‍රණයක 6 Li අන්තර්ගතයේ වැඩි වීම ට්රිටියම් ප්‍රජනන සංගුණකය කෙරෙහි සුළු බලපෑමක් ඇති කරයි: මිශ්‍රණයේ 6 Li සමස්ථානිකයේ 50% දක්වා පොහොසත් වීමත් සමඟ 5% ක වැඩි වීමක් ඇත. ප්රතික්රියාවේ 6 Li(n, T) "සියලු මන්දගාමී වූ නියුට්රෝන අවශෝෂණය නොවේ. තාප කලාපයේ ශක්තිමත් අවශෝෂණයට අමතරව, කුඩා අවශෝෂණයක් ඇත (
ප්රතික්රියාව සඳහා හරස්කඩේ යැපීම 6 Li(n,T) 4 He මත නියුට්රෝන ශක්තිය රූපයේ දැක්වේ. 7. වෙනත් බොහෝ න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා සඳහා සාමාන්‍ය පරිදි, ප්රතික්රියාව සඳහා හරස්කඩ 6 Li(n,f) 4 නියුට්රෝන ශක්තිය වැඩි වන විට ඔහු අඩු වේ (0.25 MeV ශක්තියකදී අනුනාදනය හැර).
සමස්ථානිකය මත ට්රිටියම් සෑදීමත් සමඟ ප්රතික්රියාව සිදුවේ? මෙම ප්රතික්රියාව තුළ
ට්රිටියම් නිපදවන අතර නියුට්රෝන අලාභයක් සිදු නොවේ.
6 Li වෙත න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව මගින් ටි්රටියම් දිගු නිෂ්පාදනයක් නිපදවිය නොහැකි අතර පිළිස්සී ගිය ට්රිටියම් සඳහා පමණක් වන්දි ලබාදේ.
?1l ට ප්රතික්රියාවේ ප්රතිඵලයක් ලෙස එක් එක් අවශෝෂණය කරන ලද නියුට්‍රෝනය සඳහා එක් ට්රිටියම් න්යෂ්ටියක් දිස්වන අතර මෙම නියුට්‍රෝනය ප්‍රතිජනනය වන අතර එය ක්‍රමයෙන් අඩුවීමේදී අවශෝෂණය වී තවත් ට්රිටියම් න්යෂ්ටියක් නිපදවයි.
අදහස් දක්වන්න. ස්වභාවික Li හි, ට්රිටියම් ප්‍රජනන අනුපාතය වේ වෙත"2. Li, LiFBeF 2, Li 2 0, LiF, Y^Pbz සඳහා k= 2.0; 0.95; 1.1; 1.05 සහ i.6, පිළිවෙලින්. උණු කළ ලුණු LiF (66%) + BeF 2 (34%) flyb ( FLiBe), ආරක්ෂිත තත්ත්වයන් සහ ටි්රටියම් පාඩු අඩු කිරීම හේතුවෙන් එහි භාවිතය වඩාත් සුදුසුය.
D-T ප්රතික්රියාවේ සෑම නියුට්‍රෝනයක්ම ට්රිටියම් පරමාණුවක් සෑදීමට සහභාගී නොවන බැවින් ප්රමාණවත් තරම් විශාල හරස් ඇති මූලද්රව්ය මත (n, 2n) හෝ (n, sn) ප්රතික්රියාව භාවිතා කරමින් ප්රාථමික නියුට්රෝන (14.1 MeV) ගුණ කිරීම අවශ්ය වේ. වේගවත් නියුට්රෝන වල අන්තර්ක්‍රියා සඳහා වන කොටස, උදාහරණයක් ලෙස, Be, Pb, Mo, Nb සහ තවත් බොහෝ ද්රව්ය සමඟ Z> 25. බෙරිලියම් එළිපත්ත සඳහා (n, 2 p)ප්රතික්රියා 2.5 MeV; 14 MeV 0=0.45 ආර් ඒන්. ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, දියර හෝ සෙරමික් ලිතියම් (LiA10 2) සහිත බ්ලැන්කට් අනුවාදවලදී එය සාක්ෂාත් කරගත හැකිය. වෙත* 1.1+1.2. ප්රතික්රියාකාරක කුටිය යුරේනියම් බ්ලැන්කට්ටුවකින් වටකර තැබීමේදී, විඛණ්ඩන ප්රතික්රියා සහ (n,2n), (n,zl) ප්රතික්රියා හේතුවෙන් නියුට්රෝන ගුණ කිරීම සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කළ හැක.
සටහන 1. නියුට්රෝන සමඟ ප්‍රකිරණය කිරීමේදී ලිතියම් ප්‍රේරිත ක්‍රියාකාරකම් ප්රායෝගිකව නොපවතී, ප්රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන විකිරණශීලී සමස්ථානික 8 Li (12.7 MeV ශක්තියක් සහිත cr-විකිරණය සහ ~6 MeV ශක්තියක් සහිත /-විකිරණ) ඉතා කෙටි භාගයක් ඇති බැවින්. ජීවිතය - තත්පර 0.875. ලිතියම් අඩු ක්‍රියාකාරීත්වය සහ කෙටි අර්ධ ආයු කාලය ශාක ජෛව ආරක්ෂණයට පහසුකම් සපයයි.
සටහන 2. තාප න්යෂ්ටික ඩීටී ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක බ්ලැන්කට්ටුවේ අඩංගු ට්රිටියම් ක්‍රියාකාරිත්වය ~*10 6 Ci වේ, එබැවින් DT ඉන්ධන භාවිතය චර්නොබිල් එකේ සියයට කිහිපයක පරිමාණයෙන් අනතුරක් සිදුවීමේ න්‍යායාත්මක හැකියාව බැහැර නොකරයි ( නිකුතුව 510 7 Ci) විය. T 2 0 සෑදීමත් සමඟ ට්රිටියම් මුදා හැරීම විකිරණශීලී වැටීමට හේතු විය හැක, භූගත ජලය, ජලාශ, ජීවී ජීවීන්, සමුච්චය සහිත ශාක, අවසානයේ ආහාර නිෂ්පාදන වලට ට්රිටියම් ඇතුල් වීම.
ද්රව්ය තෝරාගැනීම සහ එකතු කිරීමේ තත්වයඅභිජනනය කරන්නා වේ බරපතල ගැටළුවක්. අභිජනන ද්රව්ය ලිතියම් ට්රිටියම් බවට පරිවර්තනය කිරීමේ ඉහළ ප්‍රතිශතයක් සහතික කළ යුතු අතර පසුව ඉන්ධන සැකසීමේ පද්ධතියට මාරු කිරීම සඳහා දෙවැන්න පහසුවෙන් නිස්සාරණය කළ යුතුය.
අභිජනන බ්ලැන්කට්ටුවේ ප්රධාන කාර්යයන් ඇතුළත් වේ: ප්ලාස්මා කුටියක් සෑදීම; සංගුණකය k>i සමඟ tritium නිෂ්පාදනය; පරිවර්තනය චාලක ශක්තියනියුට්රෝනය තාපය බවට; තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ක්‍රියාකාරිත්වය අතරතුර බ්ලැන්කට්ටුවේ ජනනය වන තාපය යථා තත්ත්වයට පත් කිරීම; විද්යුත් චුම්භක පද්ධතියේ විකිරණ ආරක්ෂණය; විකිරණවලට එරෙහිව ජීව විද්යාත්මක ආරක්ෂාව.
D-T ඉන්ධන භාවිතා කරන තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරකයක්, බ්ලැන්කට් ද්රව්ය මත පදනම්ව, "පිරිසිදු" හෝ දෙමුහුන් විය හැක. "පිරිසිදු" තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක බ්ලැන්කට්ටුවේ Li අඩංගු වන අතර, එහි ට්රිටියම් නියුට්‍රෝනවල බලපෑම යටතේ නිපදවන අතර තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව 17.6 MeV සිට 22.4 දක්වා වැඩි වේ.
MeV. දෙමුහුන් ("ක්රියාකාරී") තාප න්යෂ්ටික ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක බ්ලැන්කට්ටුවක් තුළ ට්රිටියම් නිපදවනවා පමණක් නොව, අපද්‍රව්‍ය 2 39Pi තැන්පත් කර 2 39Pi නිපදවීමට කලාප ද ඇත. මෙම අවස්ථාවේ දී, නියුට්‍රෝනයකට 140 MeV ට සමාන ශක්තියක් බ්ලැන්කට්ටුව තුළ මුදා හරිනු ලැබේ. දෙමුහුන් විලයන ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාවය පිරිසිදු එකකට වඩා හය ගුණයකින් වැඩිය. ඒ සමගම, තාප න්යෂ්ටික නියුට්රෝන වඩා හොඳින් අවශෝෂණය කර ඇති අතර, ස්ථාපනයේ ආරක්ෂාව වැඩි කරයි. කෙසේ වෙතත්, විඛණ්ඩන විකිරණශීලී ද්රව්ය පැවතීම න්යෂ්ටික විඛණ්ඩන ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල පවතින විකිරණ පරිසරයට සමාන විකිරණ පරිසරයක් නිර්මාණය කරයි.
සහල්. 5.
දියර ට්රිටියම් අභිජනන ද්රව්ය භාවිතය හෝ ඝන ලිතියම් අඩංගු ද්රව්ය භාවිතය මත පදනම් වූ පිරිසිදු අභිජනන බ්ලැන්කට් සංකල්ප දෙකක් තිබේ. බ්ලැන්කට් සඳහා සැලසුම් විකල්පයන් තෝරාගත් සිසිලනකාරක වර්ගය (දියර ලෝහ, දියර ලුණු, ගෑස්, කාබනික, ජලය) සහ හැකි ව්යුහාත්මක ද්රව්ය පන්තියට සම්බන්ධ වේ.
බ්ලැන්කට්ටුවේ ද්‍රව අනුවාදයේ ලිතියම් සිසිලනකාරකය වන අතර ට්රිටියම් ප්‍රජනන ද්රව්ය වේ. බ්ලැන්කට් කොටස පළමු බිත්තියෙන්, අභිජනන කලාපයකින් (උණු කරන ලද ලිතියම් ලුණු, පරාවර්තකයක් (වානේ හෝ ටංස්ටන්) සහ ආලෝක ආරක්ෂණ සංරචකයකින් (උදාහරණයක් ලෙස, ටයිටේනියම් හයිඩ්‍රයිඩ්) සමන්විත වේ. ලිතියම් ස්වයං සිසිලන බ්ලැන්කට්ටුවක ප්රධාන ලක්ෂණය වන්නේ නොමැති වීමයි. අතිරේක මධ්‍යස්ථකාරකයක් සහ නියුට්රෝන ගුණකයක් සහිත බ්ලැන්කට්ටුවක ඔබට පහත ලවණ භාවිතා කළ හැක: Li 2 BeF 4 ( T pl = 459°), LiBeF 3 (Twx.=380°), FLiNaBe (7^=305-320°). ඉහත ලවණ අතර, Li 2 BeF 4 අඩුම දුස්ස්රාවිතතාවය ඇත, නමුත් ඉහළම වේ Twl. Prospect Pb-Li eutectic සහ FLiNaBe උණු කිරීම, එය ස්වයං සිසිලකයක් ලෙසද ක්‍රියා කරයි. එවැනි අභිජනනය කරන්නෙකුගේ නියුට්රෝන ගුණක ගෝලාකාර බී කැටිති විෂ්කම්භය 2 මි.මී.
ඝන අභිජනනය කරන්නෙකු සහිත බ්ලැන්කට්ටුවක, ලිතියම් අඩංගු සෙරමික් අභිජනන ද්රව්යයක් ලෙස භාවිතා කරන අතර, බෙරිලියම් නියුට්රෝන ගුණකය ලෙස සේවය කරයි. එවැනි බ්ලැන්කට්ටුවක සංයුතියට සිසිලන එකතු කරන්නන් සහිත පළමු බිත්තිය වැනි මූලද්රව්ය ඇතුළත් වේ; නියුට්රෝන අභිජනන කලාපය; ට්රිටියම් නිෂ්පාදන කලාපය; ට්රිටියම් අභිජනන සහ ප්‍රජනන කලාප සඳහා සිසිලන නාලිකා; යකඩ-ජල ආරක්ෂණය; බ්ලැන්කට් සවි කිරීමේ මූලද්රව්ය; සිසිලනකාරක සහ ට්රිටියම් වාහක වායුව සැපයීම සහ පිටකිරීම සඳහා මාර්ග. ව්යුහාත්මක ද්රව්ය වන්නේ වැනේඩියම් මිශ්‍ර ලෝහ සහ ෆෙරිටික් හෝ ෆෙරිටික්-මාටෙන්සිටික් පන්තියේ වානේ ය. විකිරණ ආරක්ෂණය වානේ තහඩු වලින් සාදා ඇත. භාවිතා කරන සිසිලනකාරකය yMPa පීඩනය යටතේ හීලියම් වායුව වන අතර ඇතුල්වන උෂ්ණත්වය 300 0 සහ පිටවන සිසිලනකාරක උෂ්ණත්වය 650 0 වේ.
විකිරණ රසායනික කාර්යය වන්නේ ට්රිටියම් හුදකලා කිරීම, පිරිසිදු කිරීම සහ ඉන්ධන චක්රය වෙත ආපසු යාමයි. මෙම අවස්ථාවෙහිදී, ඉන්ධන සංරචක ප්රතිජනන පද්ධති (අභිජනන ද්රව්ය) සඳහා ක්රියාකාරී ද්රව්ය තෝරාගැනීම වැදගත් වේ. අභිජනන ද්රව්යය තාප න්යෂ්ටික විලයන ශක්තිය ඉවත් කිරීම, ට්රිටියම් උත්පාදනය කිරීම සහ පසුව පිරිසිදු කිරීම සහ ප්රතික්රියාකාරක ඉන්ධන බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා එහි ඵලදායී නිස්සාරණය සහතික කළ යුතුය. මෙම කාර්යය සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්වය, විකිරණ සහ යාන්ත්රික ප්රතිරෝධය සහිත ද්රව්යයක් අවශ්ය වේ. ද්රව්යයේ විසරණ ලක්ෂණ නොඅඩු වැදගත් වන අතර එමඟින් ට්‍රිටියම්වල ඉහළ සංචලතාව සහතික වන අතර එහි ප්රතිඵලයක් ලෙස සාපේක්ෂ අඩු උෂ්ණත්වවලදී අභිජනන ද්රව්ය වලින් ට්රිටියම් නිස්සාරණයේ හොඳ කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත.
බ්ලැන්කට්ටුවේ වැඩ කරන ද්රව්ය විය හැකිය: සෙරමික් Li 4 Si0 4 (හෝ Li 2 Ti0 3) - ප්රතිනිෂ්පාදන ද්රව්ය සහ බෙරිලියම් - නියුට්රෝන ගුණකය. අභිජනනය කරන්නා සහ බෙරිලියම් යන දෙකම භාවිතා කරනු ලබන්නේ මොනොඩිස්පර්ස් ගල් කැට ස්ථරයක (ගෝලාකාර හැඩයට ආසන්න හැඩයක් සහිත කැටිති) ස්වරූපයෙන් ය. Li 4 Si0 4 සහ Li 2 Ti0 3 කැටිතිවල විෂ්කම්භය පිළිවෙලින් 0.2-10.6 mm සහ 8 mm පමණ පරාසයක වෙනස් වන අතර බෙරිලියම් කැටිතිවල විෂ්කම්භය 1 mm වේ. කැටිති ස්ථරයේ ඵලදායී පරිමාවේ කොටස 63% කි. ට්රිටියම් ප්‍රතිනිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා, සෙරමික් අභිජනනය කරන්නා 6 Li සමස්ථානිකයෙන් පොහොසත් වේ. සාමාන්‍ය 6 Li පොහොසත් කිරීමේ මට්ටම: Li 4 Si0 4 සඳහා 40% සහ Li 2 Ti0 3 සඳහා 70%.
දැනට, lithium metatitanate 1L 2 TIu 3 සාපේක්ෂ අඩු උෂ්ණත්වවලදී (200 සිට 400 0 දක්වා), විකිරණ සහ රසායනික ප්‍රතිරෝධයේ සාපේක්ෂ ඉහළ ට්රයිටියම් මුදා හැරීමේ අනුපාතය හේතුවෙන් වඩාත් බලාපොරොත්තු සහගත ලෙස සැලකේ. තීව්‍ර නියුට්රෝන ප්‍රකිරණය සහ තාප ආචරණ තත්ත්ව යටතේ 96% 6 Li දක්වා පොහොසත් වූ ලිතියම් ටයිටනේට් කැට, වසර දෙකක් ඇතුළත ලිතියම් නිපදවීමට හැකි වන බව ඔප්පු විය. නියත වේගය. ට්රිටියම් නියුට්රෝන ප්‍රකිරණය කරන ලද පිඟන් මැටිවලින් නිස්සාරණය කරනු ලබන්නේ අඛණ්ඩ පොම්ප කිරීමේ ක්‍රමයේදී අභිජනන ද්රව්ය වැඩසටහන්ගත රත් කිරීමෙනි.
න්යෂ්ටික කර්මාන්තයේ දී, තාප න්යෂ්ටික විලයන ස්ථාපනයන් ක්ෂේත්ර තුනකින් භාවිතා කළ හැකි යැයි උපකල්පනය කෙරේ:
- - බ්ලැන්කට්ටුවේ විඛණ්ඩන නියුක්ලයිඩ් (යුරේනියම්, ප්ලූටෝනියම්) අඩංගු දෙමුහුන් ප්රතික්රියාකාරක, අධි ශක්ති (14 MeV) නියුට්රෝන වල ප්‍රබල ප්‍රවාහයක් මගින් පාලනය වන විඛණ්ඩනය;
- - විද ත් න්යෂ්ටික උපක්‍රිටිකල් ප්‍රතික්‍රියාකාරකවල දහන ආරම්භක;
- - විකිරණශීලී අපද්‍රව්‍ය බැහැර කිරීමේ අරමුණ සඳහා දිගුකාලීන පාරිසරික අන්තරායකර රේඩියනියුක්ලයිඩ් පරිවර්තනය කිරීම.
තාප න්යෂ්ටික නියුට්‍රෝනවල ඉහළ ශක්තිය හරස්කඩවල අනුනාද කලාපයේ නිශ්චිත රේඩියනියුක්ලයිඩ් දහනය කිරීම සඳහා නියුට්‍රෝනවල ශක්ති කණ්ඩායම් වෙන් කිරීම සඳහා විශාල අවස්ථාවන් සපයයි.
පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය - වඩාත් රසවත් භෞතික ක්රියාවලිය, (තවමත් න්‍යායිකව) ෆොසිල ඉන්ධන මත බලශක්ති යැපීම ලෝකයෙන් ඉවත් කළ හැකිය. මෙම ක්රියාවලිය පදනම් වී ඇත්තේ පරමාණුක න්‍යෂ්ටියේ සංශ්ලේෂණය මත සැහැල්ලු ඒවා සිට බරින් වැඩි ඒවා දක්වා ශක්තිය මුදා හැරීමෙනි. පරමාණුවේ වෙනත් භාවිතයක් මෙන් නොව - එය දිරාපත් වන විට න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක තුළ එයින් ශක්තිය මුදා හැරීම - කඩදාසි මත විලයනය කිරීම ප්රායෝගිකව විකිරණශීලී අතුරු නිෂ්පාදන කිසිවක් ඉතිරි නොවේ.
ෆියුෂන් ප්රතික්රියාකාරක සූර්යයා තුළ න්යෂ්ටික ක්රියාවලිය අනුකරණය කරයි, සැහැල්ලු පරමාණු එකට කඩා ඒවා බර ඒවා බවට පත් කරයි, මාර්ගය දිගේ විශාල ශක්ති ප්‍රමාණයක් නිකුත් කරයි. සූර්යයා මත, මෙම ක්රියාවලිය ගුරුත්වාකර්ෂණය මගින් මෙහෙයවනු ලැබේ. පෘථිවියේ, ඉංජිනේරුවන් න්යෂ්ටික විලයනය සඳහා වන කොන්දේසි අතිශයින් ඉහළ උෂ්ණත්වයන් භාවිතා කරමින් ප්‍රතිනිර්මාණය කිරීමට උත්සාහ කරයි - අංශක මිලියන 150 ක අනුපිළිවෙලක් මත - නමුත් ඔවුන්ට පරමාණු විලයනය කිරීමට අවශ්ය ප්ලාස්මාව අඩංගු කර ගැනීමට අපහසු වේ.
ඉදිකරන ලද විසඳුම් වලින් එකක් ITER විසින් නියෝජනය කරනු ලැබේ, එය කලින් ජාත්‍යන්තර තාප න්යෂ්ටික පර්යේෂණාත්මක ප්රතික්රියාකාරකය ලෙස හැඳින්වූ අතර එය ප්‍රංශයේ Caradaches හි 2010 සිට ඉදිවෙමින් පවතී. 2018 සඳහා මුලින් සැලසුම් කර තිබූ පළමු අත්හදා බැලීම් 2025 දක්වා කල් දමා ඇත.
දින කිහිපයකට පෙර අප වාර්තා කළේ පළමුවැන්නයි
තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව- මෙය සැහැල්ලු න්යෂ්ටීන් බරින් යුක්ත බවට විලයනය කිරීමේ ප්රතික්රියාවයි.
එය ක්රියාත්මක කිරීම සඳහා, මුල් නියුක්ලියෝන හෝ සැහැල්ලු න්යෂ්ටික න්යෂ්ටික ආකර්ශනීය බලවේගවල ක්රියාකාරී ගෝලයේ අරයට සමාන හෝ ඊට අඩු දුරකට සමීප වීම අවශ්ය වේ (එනම්, මීටර් 10 -15 ක දුරකට). ධන ආරෝපිත න්යෂ්ටි අතර ක්‍රියා කරන කූලොම්බ් විකර්ෂක බලවේග මගින් න්‍යෂ්ටියේ මෙම අන්‍යෝන්‍ය ප්‍රවේශය වළක්වයි. විලයන ප්රතික්රියාවක් සිදුවීමට නම්, අධික ඝනත්වයකින් යුත් ද්රව්යයක් අධි-ඉහළ උෂ්ණත්වයන්ට (කෙල්වින් මිලියන සිය ගණනක අනුපිළිවෙලට) රත් කිරීම අවශ්ය වන අතර එමඟින් චාලක ශක්තිය තාප චලනය Coulomb විකර්ෂක බලවේග ජය ගැනීමට න්යෂ්ටි ප්රමාණවත් විය. එවැනි උෂ්ණත්වවලදී පදාර්ථය ප්ලාස්මා ආකාරයෙන් පවතී. විලයනය සිදුවිය හැක්කේ ඉතා ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී පමණක් බැවින්, න්යෂ්ටික විලයන ප්රතික්රියා තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා ලෙස හැඳින්වේ (ග්‍රීක භාෂාවෙන්. thermo"උණුසුම, තාපය").
තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා දැවැන්ත ශක්තියක් නිකුත් කරයි. නිදසුනක් ලෙස, හීලියම් සෑදීම සමඟ ඩියුටීරියම් සංස්ලේෂණයේ ප්රතික්රියාවේදී
\(~^2_1D + \ ^2_1D \to \ ^3_2He + \ ^1_0n\)
3.2 MeV ශක්තියක් නිකුත් වේ. ට්රිටියම් සෑදීම සමඟ ඩියුටීරියම් සංස්ලේෂණයේ ප්රතික්රියාවේදී
\(~^2_1D + \ ^2_1D \ to \ ^3_1T + \ ^1_1p\)
4.0 MeV ශක්තිය මුදා හරින අතර ප්රතික්රියාවේදී
\(~^2_1D + \ ^3_1T \to \ ^4_2He + \ ^1_0n\)
17.6 MeV ශක්තියක් නිකුත් වේ.
සහල්. 1. ඩියුටීරියම්-ට්රිටියම් ප්රතික්රියාවේ යෝජනා ක්රමය
දැනට, පාලිත තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාවක් සිදු කරනු ලබන්නේ ඩියුටීරියම් \(~^2H\) සහ ට්රිටියම් \(~^3H\) සංශ්ලේෂණය මගිනි. ඩියුටීරියම් සංචිත වසර මිලියන ගණනක් පැවතිය යුතු අතර, පහසුවෙන් කැණීම් කළ හැකි ලිතියම් සංචිත (ට්රිටියම් නිපදවීමට) වසර සිය ගණනක අවශ්‍යතා සැපයීමට ප්රමාණවත් වේ.
කෙසේ වෙතත්, මෙම ප්රතික්රියාව අතරතුර, මුදා හරින ලද චාලක ශක්තියෙන් බහුතරය (80% කට වඩා වැඩි) නියුට්‍රෝනයෙන් පැමිණේ. අනෙකුත් පරමාණු සමඟ කොටස් ගැටීමෙන් ප්රතිඵලයක් ලෙස මෙම ශක්තිය තාප ශක්තිය බවට පරිවර්තනය වේ. මීට අමතරව, වේගවත් නියුට්රෝන සැලකිය යුතු විකිරණශීලී අපද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණයක් නිර්මාණය කරයි.
එබැවින්, වඩාත්ම පොරොන්දු වන්නේ "නියුට්රෝන-නිදහස්" ප්රතික්රියා, උදාහරණයක් ලෙස, ඩියුටීරියම් + හීලියම්-3.
\(~D + \ ^3He \to \ ^4He + p\)
මෙම ප්රතික්රියාවට නියුට්රෝන ප්රතිදානයක් නොමැත, එය බලයේ සැලකිය යුතු කොටසක් ඉවත් කරන අතර ප්රතික්රියාකාරක සැලසුමේ ප්‍රේරිත විකිරණශීලිතාව ජනනය කරයි. ඊට අමතරව, පෘථිවියේ හීලියම් -3 සංචිතය කිලෝග්‍රෑම් 500 සිට ටොන් 1 දක්වා පරාසයක පවතී, නමුත් සඳෙහි එය සැලකිය යුතු ප්‍රමාණයකින් දක්නට ලැබේ: ටොන් මිලියන 10 දක්වා (අවම ඇස්තමේන්තු වලට අනුව - ටොන් 500 දහසක්). ඒ අතරම, පවතින න්යෂ්ටික විඛණ්ඩන ප්රතික්රියාකාරක භාවිතා කරමින් ස්වභාවධර්මයේ පුලුල්ව පැතිරී ඇති ලිතියම්-6 වලින් පෘථිවිය මත පහසුවෙන් නිපදවිය හැක.
තාප න්යෂ්ටික ආයුධ
පෘථිවියේ, පළමු තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාව සිදු කරන ලද්දේ 1953 අගෝස්තු 12 වන දින සෙමිපාලටින්ස්ක් පරීක්ෂණ භූමියේදී හයිඩ්රජන් බෝම්බයක් පුපුරා යාමේදී ය. “ඇගේ පියා” ශාස්ත්‍රාලිකයෙකු වූ ඇන්ඩ්‍රි දිමිත්‍රිවිච් සකාරොව්, තුන් වතාවක් වීරයා යන පදවිය පිරිනමන ලදී. සමාජවාදී කම්කරුතාප න්යෂ්ටික අවි සංවර්ධනය සඳහා. හයිඩ්රජන් බෝම්බයක තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාවක් ආරම්භ කිරීම සඳහා අවශ්ය ඉහළ උෂ්ණත්වය සංඝටකයක් පිපිරී යාමේ ප්රතිඵලයක් ලෙස ලබා ගන්නා ලදී. පරමාණු බෝම්බය, ඩෙටනේටරයක භූමිකාව රඟපානවා. හයිඩ්රජන් බෝම්බ පිපිරීම් වලදී සිදුවන තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා පාලනය කළ නොහැක.
සහල්. 2. හයිඩ්රජන් බෝම්බය
මේකත් බලන්න
පාලිත තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා
ඇතුලේ නම් භූමිෂ්ඨ තත්වයන්පහසුවෙන් පාලනය කළ හැකි තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා සිදු කළ හැකි නම්, පෘථිවියේ හයිඩ්රජන් සංචිත අති විශාල බැවින් මනුෂ්‍ය වර්ගයාට ප්රායෝගිකව අඩු කළ නොහැකි ශක්ති ප්‍රභවයක් ලැබෙනු ඇත. කෙසේ වෙතත්, ශක්තිජනක ලෙස හිතකර පාලනය කරන ලද තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා ක්රියාත්මක කිරීමේදී විශාල තාක්ෂණික දුෂ්කරතා පවතී. පළමුවෙන්ම, 10 8 K. එවැනි අනුපිළිවෙලෙහි උෂ්ණත්වයන් නිර්මාණය කිරීම අවශ්ය වේ ඉහළ උෂ්ණත්වයන්ප්ලාස්මා හි අධි බලැති විදුලි විසර්ජන නිර්මාණය කිරීමෙන් ලබා ගත හැක.
ටෝකාමාක්
මෙම ක්රමය මුලින්ම ආයතනයේදී නිර්මාණය කරන ලද "ටොකමාක්" ආකාරයේ ස්ථාපනයන්හි (චුම්බක දඟර සහිත ටෝරියෝඩියම් කුටිය) භාවිතා වේ. පරමාණුක ශක්තියඔවුන් I. V. Kurchatova. එවැනි ස්ථාපනයන්හිදී, ප්ලාස්මා නිර්මාණය කරනු ලබන්නේ ටොරොයිඩ් කුටියක වන අතර එය බලවත් ස්පන්දන ට්රාන්ස්ෆෝමරයක ද්විතියික වංගු කිරීමකි. එහි ප්රාථමික වංගු කිරීම ඉතා විශාල ධාරිතාවකින් යුත් ධාරිත්රක බැංකුවකට සම්බන්ධ වේ. කුටිය ඩියුටීරියම් වලින් පිරී ඇත. ටොරොයිඩ් කුටීරයක ප්රාථමික වංගුව හරහා ධාරිත්රක බැටරියක් මුදා හරින විට, සුළි විද්යුත් ක්ෂේත්රයක් උද්දීපනය වන අතර, ඩියුටීරියම් අයනීකරණයට හේතු වන අතර එහි ප්‍රබල විදුලි ධාරාවක් ස්පන්දනය වන අතර එමඟින් වායුව දැඩි ලෙස රත් වීමට හේතු වේ. තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාවක් සිදුවිය හැකි ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්ලාස්මා සෑදීම.
සහල්. 3. ප්රතික්රියාකාරක මෙහෙයුමේ ක්රමානුරූප රූප සටහන
ප්රධාන දුෂ්කරතාවය වන්නේ එවැනි ඉහළ උෂ්ණත්වයකට ඔරොත්තු දිය හැකි ද්රව්ය නොමැති බැවින් කුටියේ බිත්ති සමඟ සම්බන්ධ නොවී ප්ලාස්මා තත්පර 0.1-1 ක් කුටීරය තුළ තබා ගැනීමයි. කැමරාව පිහිටා ඇති ටොරොයිඩ් චුම්බක ක්ෂේත්රයක ආධාරයෙන් මෙම දුෂ්කරතාවය අර්ධ වශයෙන් ජය ගත හැකිය. චුම්බක බලවේගවල බලපෑම යටතේ, ප්ලාස්මා ලණුවකට ඇඹරී ඇති අතර, එය මෙන්, කුටියේ බිත්ති ස්පර්ශ නොකර, චුම්බක ක්ෂේත්ර ප්රේරක රේඛා මත "එල්ලෙන".
තාප න්යෂ්ටික විලයනය පිළිබඳ හැකියාවන් අධ්යයනය කිරීමේ නවීන යුගයේ ආරම්භය 1969 දී සලකා බැලිය යුතු අතර, රුසියානු Tokamak T3 ස්ථාපනයේදී 1 m 3 පමණ පරිමාවක් සහිත ප්ලාස්මා තුළ 3 M ° C උෂ්ණත්වයක් ළඟා විය. මෙයින් පසු, ලොව පුරා විද්යාඥයින් විසින් චුම්බක ප්ලාස්මා සිරකිරීම් සඳහා වඩාත්ම පොරොන්දු වූ ටොකාමාක් නිර්මාණය හඳුනා ගන්නා ලදී. වසර කිහිපයක් ඇතුළත, සැලකිය යුතු විශාල ප්ලාස්මා පරිමාවක් (100 m 3) සහිත JET (ඒකාබද්ධ යුරෝපීය ටෝරස්) ස්ථාපනයක් නිර්මාණය කිරීමට නිර්භීත තීරණයක් ගන්නා ලදී. එහි ටොරොයිඩ් දඟර තඹ වලින් සාදා ඇති අතර ඉක්මනින් රත් වන බැවින් ඒකකයේ මෙහෙයුම් චක්රය ආසන්න වශයෙන් මිනිත්තු 1 කි. මෙම ස්ථාපනය 1983 දී ක්රියාත්මක වීමට පටන් ගත් අතර 150 M°C උෂ්ණත්වයකට ප්ලාස්මා උණුසුම ලබා දෙමින් ලොව විශාලතම tokamak ලෙස පවතී.
සහල්. 4. JET ප්රතික්රියාකාරක නිර්මාණය
2006 දී රුසියාවේ නියෝජිතයන්, දකුණු කොරියාව, චීනය, ජපානය, ඉන්දියාව, යුරෝපා සංගමය සහ එක්සත් ජනපදය පළමු ජාත්‍යන්තර තාප න්යෂ්ටික පර්යේෂණ ප්රතික්රියාකාරකය (ITER) ඉදිකිරීමේ වැඩ ආරම්භ කිරීම සඳහා පැරිසියේදී ගිවිසුමක් අත්සන් කළහ. චුම්බක දඟර ITER ප්රතික්රියාකාරක අධි සන්නායක ද්රව්ය මත පදනම් වනු ඇත (ප්‍රතිපත්තිමය වශයෙන්, ප්ලාස්මාවේ ධාරාව පවතින තාක් අඛණ්ඩ ක්‍රියාකාරිත්වයට ඉඩ සලසයි), එබැවින් නිර්මාණකරුවන් අවම වශයෙන් විනාඩි 10 ක සහතික කළ යුතු චක්‍රයක් ලබා දීමට බලාපොරොත්තු වේ.
සහල්. 5. ITER ප්රතික්රියාකාරක නිර්මාණය.
ප්රතික්රියාකාරකය ඉදිකරනු ලබන්නේ දකුණු ප්‍රංශයේ Marseille සිට කිලෝමීටර් 60 ක් දුරින් පිහිටි Cadarache නගරය ආසන්නයේ ය. ඉදිකිරීම් භූමිය සකස් කිරීමේ කටයුතු ලබන වසන්තයේ ආරම්භ වේ. ප්රතික්රියාකාරකයේ ඉදිකිරීම් 2009 දී ආරම්භ කිරීමට නියමිතය.
ඉදිකිරීම් වසර දහයක් පවතිනු ඇත, ප්රතික්රියාකාරකයේ වැඩ වසර විස්සක් සඳහා සිදු කිරීමට අපේක්ෂා කෙරේ. ව්‍යාපෘතියේ සම්පූර්ණ වියදම ආසන්න වශයෙන් ඩොලර් බිලියන 10 කි. පිරිවැයෙන් සියයට හතළිහක් යුරෝපීය සංගමය විසින් දරනු ලබන අතර සියයට හැටක් අනෙකුත් ව්‍යාපෘති සහභාගිවන්නන් විසින් සමාන කොටස් වශයෙන් බෙදා ගනු ඇත.
මේකත් බලන්න
- ජාත්‍යන්තර පර්යේෂණාත්මක ෆියුෂන් ප්රතික්රියාකාරකය
- තාප න්යෂ්ටික විලයන දියත් කිරීම සඳහා නව ස්ථාපනය: 01/25/2010
ලේසර් විලයනය (LSF)
මෙම ඉලක්කය සපුරා ගැනීම සඳහා තවත් ක්රමයක් වන්නේ ලේසර් තාප න්යෂ්ටික විලයනයයි. මෙම ක්රමයේ සාරය පහත පරිදි වේ. මිලිමීටර 1 ට වඩා අඩු විෂ්කම්භයක් සහිත බෝල ආකාරයෙන් සකස් කරන ලද ඩියුටීරියම් සහ ට්රිටියම් හි ශීත කළ මිශ්රණයක් බලවත් ලේසර් විකිරණ සමඟ සෑම පැත්තකින්ම ඒකාකාරව විකිරණය වේ. මෙය බෝල මතුපිට සිට ද්රව්යය උණුසුම් කිරීම හා වාෂ්පීකරණය කිරීමට හේතු වේ. මෙම අවස්ථාවේ දී, බෝල ඇතුළත පීඩනය 10 15 Pa අනුපිළිවෙලෙහි අගයන් දක්වා වැඩි වේ. එවැනි පීඩනයක බලපෑම යටතේ, බෝලවල මධ්යම කොටසෙහි ඝනත්වය සහ ද්රව්යයේ ශක්තිමත් උණුසුම වැඩි වීමක් සිදු වන අතර තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාවක් ආරම්භ වේ.
චුම්බක ප්ලාස්මා සීමා කිරීම්වලට ප්‍රතිවිරුද්ධව, ලේසර් සීමා කිරීමේදී සිරගත කිරීමේ කාලය (එනම්, තාප න්යෂ්ටික ප්රතික්රියා වල කාලසීමාව තීරණය කරන ඉහළ ඝණත්වය සහ උෂ්ණත්වය සහිත ප්ලාස්මා වල ආයු කාලය) 10-10 - 10-11 s වේ, එබැවින් LTS පමණක් විය හැකිය. ස්පන්දන ආකාරයෙන් සිදු කරනු ලැබේ. තාප න්යෂ්ටික විලයනය සඳහා ලේසර් භාවිතා කිරීමේ යෝජනාව මුලින්ම ඉදිරිපත් කරන ලද්දේ භෞතික විද්යා ආයතනයේදීය. N. G. Basov සහ O. N. Krokhin විසින් 1961 දී USSR විද්යා ඇකඩමියේ P. N. Lebedev.
කැලිෆෝනියාවේ ලෝරන්ස් ලිවර්මෝර් ජාතික රසායනාගාරයේදී, ලොව බලවත්ම ලේසර් සංකීර්ණයේ ඉදිකිරීම් අවසන් කරන ලදී (මැයි 2009). එය හැඳින්වූයේ "ජාතික ජ්වලන පහසුකම" (US National Ignition Facility, NIF) යනුවෙනි. ඉදිකිරීම් වසර 12 ක් පැවතුනි. ලේසර් සංකීර්ණය සඳහා ඩොලර් බිලියන 3.5 ක් වියදම් කර ඇත.
සහල්. 7. ULS හි ක්රමානුරූප රූප සටහන
NIF ප්‍රබල ලේසර් 192ක් මත පදනම් වී ඇති අතර එය එකවර මිලිමීටර ගෝලාකාර ඉලක්කයකට යොමු කෙරේ (උෂ්ණත්ව න්යෂ්ටික ඉන්ධන මයික්‍රොග්‍රෑම් 150ක් පමණ - ඩියුටීරියම් සහ ට්රිටියම් මිශ්රණයක්; අනාගතයේදී විකිරණශීලී ට්රිටියම් හීලියම්-3 හි සැහැල්ලු සමස්ථානිකයක් සමඟ ප්රතිස්ථාපනය කළ හැකිය. ) එහි ප්රතිඵලයක් වශයෙන්, ඉලක්කයේ උෂ්ණත්වය අංශක මිලියන 100 දක්වා ළඟා වනු ඇති අතර, පන්දුව ඇතුළත පීඩනය පෘථිවි වායුගෝලයේ පීඩනයට වඩා බිලියන 100 ගුණයකින් වැඩි වනු ඇත.
මේකත් බලන්න
- පාලිත තාප න්යෂ්ටික විලයනය: TOKAMAK එදිරිව ලේසර් විලයනය 05/16/2009
සංස්ලේෂණයේ වාසි
විදුලිය නිපදවීම සඳහා විලයන ප්රතික්රියාකාරක භාවිතා කිරීමට යෝජනා කරන්නන් ඔවුන්ට පක්ෂව පහත තර්ක ඉදිරිපත් කරයි:
- ඉන්ධන (හයිඩ්රජන්) ප්රායෝගිකව නොබිඳිය හැකි සංචිත. උදාහරණයක් ලෙස, 1 GW ධාරිතාවයකින් යුත් තාප බලාගාරයක් ක්රියාත්මක කිරීමට අවශ්ය ගල් අඟුරු ප්රමාණය දිනකට ටොන් 10,000 (දුම්රිය කාර් දහයක්) වන අතර, එම බලයේ තාප න්යෂ්ටික බලාගාරයක් දිනකට මිශ්‍රණයෙන් කිලෝග්‍රෑම් 1 ක් පමණ පරිභෝජනය කරයි. ඩී + ටී . මධ්යම ප්‍රමාණයේ වැවකින් ඕනෑම රටකට වසර සිය ගණනකට බලශක්තිය සැපයිය හැකිය. මෙමගින් එක් රටක් හෝ කණ්ඩායමකට ඉන්ධන ඒකාධිකාරය කිරීමට නොහැකි වේ;
- දහන නිෂ්පාදන නොමැතිකම;
- න්යෂ්ටික අවි නිෂ්පාදනය සඳහා භාවිතා කළ හැකි ද්රව්ය භාවිතා කිරීමට අවශ්ය නැත, එමඟින් කඩාකප්පල්කාරී හා ත්‍රස්තවාදී සිද්ධීන් ඉවත් කිරීම;
- න්යෂ්ටික ප්රතික්රියාකාරක හා සසඳන විට, කෙටි අර්ධ ආයු කාලයක් සහිත විකිරණශීලී අපද්‍රව්‍ය කුඩා ප්‍රමාණයක් නිපදවනු ලැබේ;
- විලයන ප්රතික්රියාව මගින් වායුගෝලීය කාබන්ඩයොක්සයිඩ් විමෝචනය නිපදවන්නේ නැත, එය ගෝලීය උෂ්ණත්වය ඉහළ යාමට ප්රධාන දායකත්වයක් සපයයි.
