Termonukleáris energia: állapot és kilátások

A cikk ismerteti azokat az okokat, amelyek miatt a szabályozott termo-magfúzió eddig nem talált ipari alkalmazást.

Amikor a múlt század ötvenes éveiben hatalmas robbanások ráztak meg a Földön fúziós bombákúgy tűnt, mint a békés használat előtt atomfúziós energia nagyon kevés van hátra: egy vagy két évtized alatt. Ennek az optimizmusnak okai voltak: csak 10 év telt el attól a pillanattól kezdve, hogy az atombomba felhasználták az elektromos áramot előállító reaktor létrehozását.

De a megfékezés feladata magfúzió szokatlanul bonyolultnak bizonyult. Az évtized egymás után telt el, és korlátlan energiatartalékhoz való hozzáférést soha nem szereztek. Ebben az időben az emberiség, fosszilis erőforrásokat égetve, szennyezte a légkört kibocsátásokkal és üvegházhatású gázokkal túlhevítette. A csernobili és a fukushima-1 katasztrófák diszkriminálták az atomenergiát.

Mi akadályozta meg egy ilyen ígéretes és biztonságos fúziós folyamat elsajátítását, amely örökre eltávolíthatja az emberiség energiaellátásának problémáját?

Kezdetben egyértelmű volt, hogy a reakció lejátszásához annyira szorosan össze kell hozni a hidrogénmagokat, hogy a nukleáris erők egy új elem - hélium - magját képezzék, jelentős mennyiségű energia kibocsátásával. De a hidrogénmagokat elektromos erők támasztják el egymástól. A szabályozott termonukleáris reakció kezdődő hőmérsékleteinek és nyomásainak becslése azt mutatta, hogy egyetlen anyag sem tudja ellenállni az ilyen hőmérsékleteknek.

Ugyanezen okokból a tiszta deutériumot, a hidrogén izotópját elutasították. Milliárd dollár és évtizedek ideje elköltése után a tudósok végre nagyon rövid időre képesek voltak meggyújtani a hőmag nukleáris lángját. Meg kell tanulni, hogyan kell hosszú ideig tartani a fúziós plazmát. A számítógépes modellezéstől valódi reaktor felépítéséhez kellett elmozdulni.

Ebben a szakaszban világossá vált, hogy egy önálló állam erőfeszítései és erőforrásai nem lesznek elegendőek a kísérleti és kísérleti üzem létesítéséhez és üzemeltetéséhez. A nemzetközi együttműködés keretében úgy döntöttek, hogy megvalósítanak egy több mint 14 milliárd dollár értékű kísérleti termonukleáris reaktor projektet.

Az Egyesült Államok azonban 1996-ban beszüntette a részvételét és ennek megfelelően a projekt finanszírozását. Egy ideig a megvalósítás Kanada, Japán és Európa rovására ment, de soha nem került sor a reaktor felépítésére.

A második, szintén nemzetközi projektet Franciaországban hajtják végre. A plazma hosszú távú elzáródása a mágneses mező különleges formájának köszönhető - palack formájában. Ennek a módszernek a alapját a szovjet fizikusok alapozták meg. első "Tokamak" típusú telepítés több energiát kell adnia a kimenethez, mint amennyit a plazma meggyújtására és tartására fordítanak.

2012-re a reaktor telepítését be kellett volna fejezni, de a sikeres működésről nincs információ. Az utóbbi évek gazdasági felfordulása talán kiigazította a tudósok terveit.

Nehézségek a kontrollált fúzió elérésében sok spekulációt és hamis jelentést váltott ki az ún "Hideg" termonukleáris fúziós reakció. Annak ellenére, hogy még nem találtak fizikai képességeket vagy törvényeket, sok kutató állítja a létezését. Végül is a tét túl magas: a tudósok Nobel-díjaitól az állam geopolitikai uralmáig, amely elsajátította az ilyen technológiát és hozzáférést kapott az energiabőséghez.

De minden ilyen üzenet túlzott vagy őszintén hamis. Súlyos tudósok hasonló reakció létezésére vonatkoznak szkepticizmussal.

A termonukleáris reaktorok szintézisének és ipari működésének megkezdésének valódi lehetőségei a 21. század közepére tolódnak. Addigra kiválaszthatja a szükséges anyagokat és kidolgozza biztonságos működését. Mivel az ilyen reaktorok nagyon alacsony sűrűségű plazmával fognak működni, fúziós energia biztonsága sokkal magasabb lesz, mint az atomerőművek.

A reakciózónában bekövetkező bármilyen megsértés azonnal "elfojtja" a termonukleáris lángot. A biztonsági intézkedéseket azonban nem szabad elhanyagolni: a reaktorok egységnyi kapacitása olyan nagy lesz, hogy még a hőelszívó körökben bekövetkező baleset is áldozatokat és környezetszennyezést okozhat. Az egyetlen, ami kicsi: várjon 30–40 évet, és nézze meg az energiabőség korszakát. Természetesen, ha túléljük.