הקמת המארח הטוב ביותר למכשיר ההיתוך הגרעיני של סין החלה באופן מקיף
ב -1 באוקטובר נערכה פריצת דרך מרכזית בבניית מכשיר ההיתוך הגרעיני של סין בצורה הטובה ביותר.
הבסיס במשקל של יותר מ -400 טון הותקן בהצלחה וישמש לשאת המארח הטוב ביותר במשקל כולל של כ- 6700 טון, ומסמן את תחילת הבנייה המקיפה עבור מארח המכונות הכבדות של המדינה הגדולה הזו.
בעתיד, מכשיר זה יהיה ההפגנה הראשונה המאומתת הבינלאומית של ייצור כוח היתוך גרעיני, וצפוי להאיר את האור הראשון באמצעות היתוך גרעיני עד 2030.
היתוך גרעיני: הסיסמה האולטימטיבית לבחינת אנרגיה קוסמית
מתעלומת שריפת השמש המתמשכת במשך 4.6 מיליארד שנים ועד המרדף האולטימטיבי של האנושות לאנרגיה נקייה "בלתי נדלה", היתוך גרעיני תמיד היה אחד מכיווני המחקר המסנוורים ביותר בתחום המדע. זה לא רק הכוח המניע הליבה של הכוכבים לפלוט אור וחום ביקום, אלא גם טכנולוגיית חיתוך - קצה שיש לה פוטנציאל לשנות לחלוטין את נוף האנרגיה האנושי.
במילים פשוטות, היתוך גרעיני מתייחס לתהליך של גרעינים אטומיים קלים יותר (כמו מימן איזוטופים דויטרום וטריטיום) המתגברים על דחייה אלקטרוסטטית (דחיית קולומב) בין גרעינים בטמפרטורות גבוהות במיוחד ולחצים, תוך התנגשות ומיזוג גרעינים אטומיים יותר (כגון הליום), תוך שיקום עצים. תהליך זה עוקב אחר משוואת האנרגיה המונית של איינשטיין "E=MC ²" - המסה הכוללת של הגרעין החדש המתמזג היא מעט פחות מסכום ההמונים של שני הגרעינים לפני היתוך, ומסה מופחתת (אובדן מסה) ישוחרר בצורת אנרגיה, עם צפיפות אנרגיה שזכתה להיות כלשהי כלשהי.
כדי להבין את עוצמת האנרגיה של היתוך גרעיני, יש צורך רק במערכת השוואה אחת של נתונים: האנרגיה שמשתחררת על ידי תגובת היתוך של קילוגרם 1 של תערובת Deuterium tritium שווה לחום שנוצר על ידי בעירה של 27000 טונות של פחם סטנדרטי או האנרגיה שנוצרת על ידי השלם של 120 טונים של גזולין; עם זאת, האנרגיה שמשתחררת על ידי דלק ביקוע גרעיני באותה איכות (כגון אורניום - 235) היא רק בערך 1/4 מזה ששוחרר על ידי היתוך גרעיני. חשוב מכך, מקורות הדלק לאיחוי גרעיני הם כמעט אינסופיים - Deuterium קיים נרחב במי הים על פני האדמה, וכל ליטר מי ים מכיל דהוטריום שיכול לשחרר אנרגיה שווה ערך ל -300 ליטר בנזין באמצעות היתוך. הדאוטריום הכלול במי הים ברחבי העולם יכול לענות על צרכי האנושות של האנושות במשך למעלה ממיליון שנה; למרות שטריטיום הוא נדיר ביותר באופיו, ניתן להכין אותו באופן מלאכותי על ידי תגובה ליתיום (אלמנט בשפע בקרום כדור הארץ) עם נויטרונים, ואין בעיה "מחסור בדלק".
עם זאת, השגת היתוך גרעיני לשליטה אינה משימה קלה, ואתגר הליבה שלה נעוץ ב"איך ליצור ולשמור על תנאים קיצוניים לאיחוי גרעיני ". בתוך השמש, התמוטטות הכבידה יוצרת טמפרטורה גבוהה של 15 מיליון מעלות צלזיוס ולחץ גבוה של 250 מיליארד אטמוספרות, ובאופן טבעי עומדים ב"תנאי ההצתה "לאיחוי גרעיני; אך על פני כדור הארץ, בני אדם אינם יכולים לשכפל כוח משיכה כה חזק ויכולים רק לדמות סביבות קיצוניות באמצעים טכנולוגיים. נכון לעכשיו, ישנם שני הוראות מחקר מיינסטרים:
סוג אחד הוא היתוך כליאה מגנטי, המיוצג על ידי הכור הניסוי התרמו -גרעיני הבינלאומי (ITER), המכונה בדרך כלל "השמש המלאכותית". הוא משתמש בשדה מגנטי סופר חזק (בערך פי 100,000 חזק יותר מהשדה המגנטי של כדור הארץ) כדי להגביל את הפלזמה (המצב הרביעי של החומר בו מופרדים גרעינים אטומיים ואלקטרונים) עם טמפרטורה של עד 150 מיליון מעלות צלזיוס במכשיר ואקום מעגלי (מכשיר טוקמק), הנמנעת מהגביל של המכשיר של טמפרטורה, ומגיעה למגעים של טמפרטורה, ומגעים, הפלזמה כדי לעמוד בתנאים הנדרשים לתגובות היתוך. בשנת 2023, מכשיר "השמש המלאכותית" של סין (מזרח) השיג פעולה רציפה של פלזמה על 120 מיליון מעלות צלזיוס למשך 403 שניות, קבע שיא עולמי והניח את הבסיס לניסויים הבאים של ITER.
סוג אחר הוא היתוך כליאה אינרציאלי, המיוצג על ידי מתקן ההצתה הלאומי (NIF) של ארצות הברית. הוא ממקד 192 לייזרי אנרגיה גבוהים - על יעד דהוטריום טריטיום בקוטר של מילימטרים ספורים בלבד, מחמם את היעד ל -30 מיליון מעלות צלזיוס ומדחס אותו פי מאה מהצפיפות של גרעין האדמה באזציה של הפילוזיה של הפילוזיה של הפילוזיה של הפילוסציה של הפילוסציה של הפילוסציה של הפילוס, כ -10 טריליה). אפשרי. בדצמבר 2022, NIF השיגה לראשונה "רווח אנרגיה נטו" - האנרגיה ששוחררה על ידי תגובות היתוך חרגה מהאנרגיה של לייזר הקלט, וסימנה פריצת דרך משמעותית במסלול הכליאה האינרציאלי.
בנוסף לצפיפות אנרגיה גבוהה ודלק בשפע, היתוך גרעיני כולל גם בטיחות אולטימטיבית וידידותיות סביבתית. שלא כמו ביקוע גרעיני, תגובות היתוך גרעיני יסתיימו מייד לאחר שאבדו תנאים קיצוניים (כמו הפרעה בשדה מגנטי או עצירת לייזר), ואין שום סיכון ל"התמוטטות ליבה "; מוצר התגובה העיקרי הוא הליום (גז אינרטי רעיל ולא מזיק), שאינו מייצר ארוך - פסולת רדיואקטיבית כמו ביקוע גרעיני וכמעט אין לו זיהום לסביבה.
אף על פי שבני אדם טרם השיגו ייצור כוח היתוך גרעיני מסחרי (צפוי לדרוש 30-50 שנות פריצות דרך טכנולוגיות), כל שלב של התקדמות באיחוי גרעיני, החל מיזוג טבעי של השמש ועד פריצות דרך הדרגיות במעבדה, מקרב את האנושות למטרה "חופש אנרגיה". בעתיד, כאשר מתפשטים תחנות כוח היתוך גרעיניות בכל רחבי העולם, האנושות תשתחרר לחלוטין מתלות בדלקים מאובנים, תפתור בעיות גלובליות כמו שינויי אקלים ומחסור באנרגיה, ויתחילו לעידן חדש על בסיס אנרגיה נקייה ובלתי מוגבלת.
