Txoj haujlwm tshiab uas siv cov khoom siv hluav taws xob niaj hnub no yuav tso cai rau kev tswj hwm thermonuclear fusion sai sai, qee tus kws tshaj lij hais. Cov kws tshaj lij, txawm li cas los xij, kwv yees tias daim ntawv thov siv tau yuav siv sijhawm ntau xyoo.
Vim li cas thiaj nyuaj?
Fusion zog yog suav tias yog lub peev xwm ntawm lub zog rau yav tom ntej. Qhov no yog lub zog ntshiab ntawm lub atom. Tab sis nws yog dab tsi thiab yog vim li cas nws thiaj li nyuaj ua kom tiav? Yuav pib nrog, peb yuav tsum to taub qhov txawv ntawm classical nuclear fission thiab thermonuclear fusion.
Lub fission ntawm lub atom yog thaum lub xov tooj cua isotopes - uranium los yog plutonium - yog fissioned thiab hloov mus ua lwm yam radioactive isotopes, uas ces yuav tsum tau muab faus los yog siv dua.
Cov tshuaj tiv thaiv fusion muaj nyob rau hauv qhov tseeb tias ob isotopes ntawm hydrogen - deuterium thiab tritium - fuse rau hauv ib qho tag nrho, tsim tsis muaj tshuaj lom helium thiab ib leeg neutron, tsis tsim hluav taws xob pov tseg.
Control problem
Reacts thattshwm sim nyob rau hauv lub hnub los yog nyob rau hauv ib tug hydrogen foob pob - qhov no yog thermonuclear fusion, thiab engineers ntsib ib tug daunting hauj lwm - yuav ua li cas tswj cov txheej txheem no ntawm ib tug fais fab nroj tsuag?
Qhov no yog ib yam uas cov kws tshawb fawb tau ua haujlwm txij li xyoo 1960. Lwm qhov kev sim fusion reactor hu ua Wendelstein 7-X tau pib ua haujlwm nyob rau sab qaum teb German nroog Greifswald. Nws tseem tsis tau tsim los tsim cov tshuaj tiv thaiv - nws tsuas yog tsim tshwj xeeb uas tau sim (tus neeg ua yeeb yam tsis yog tokamak).
High Zog Plasma
Txhua qhov kev teeb tsa thermonuclear muaj cov yam ntxwv sib xws - cov duab puab. Nws yog ua raws li lub tswv yim ntawm kev siv cov khoom siv hluav taws xob muaj zog los ua kom muaj zog electromagnetic teb zoo li lub torus - lub tsheb kauj vab inflated raj.
Cov khoom siv hluav taws xob no yuav tsum yog qhov ntom ntom uas thaum nws rhaub hauv lub qhov cub microwave mus txog ib lab degrees Celsius, cov ntshav yuav tsum tshwm sim hauv nruab nrab ntawm lub nplhaib. Nws yog ces ignited kom fusion pib.
Kev ua kom muaj peev xwm
Hauv Tebchaws Europe, ob qhov kev sim no tab tom tab tom ua. Ib tug ntawm lawv yog Wendelstein 7-X, uas nyuam qhuav tsim nws thawj helium plasma. Lwm qhov yog ITER, qhov chaw sim fusion loj nyob rau sab qab teb ntawm Fabkis uas tseem tab tom tsim kho thiab yuav npaj mus nyob rau xyoo 2023.
Nws tau xav tias qhov kev tawm tsam nuclear tiag tiag yuav tshwm sim ntawm ITER, txawm li cas los xij, tsuas yog hauvrau ib lub sij hawm luv luv thiab yeej tsis ntev tshaj 60 feeb. Lub reactor no tsuas yog ib qho ntawm ntau cov kauj ruam ntawm kev ua kom muaj kev sib xyaw ua ke ntawm kev muaj tiag.
Fusion reactor: me dua thiab muaj zog dua
Tsis ntev los no, ntau tus neeg tsim qauv tau tshaj tawm cov qauv tsim hluav taws xob tshiab. Raws li ib pawg ntawm cov tub ntxhais kawm los ntawm Massachusetts Institute of Technology, nrog rau cov neeg sawv cev ntawm lub tuam txhab riam phom Lockheed Martin, fusion tuaj yeem nqa tawm hauv cov chaw uas muaj zog dua thiab me dua ITER, thiab lawv tau npaj ua hauv kaum. xyoo.
Lub tswv yim ntawm tus tsim tshiab yog siv cov niaj hnub kub-kub superconductors hauv electromagnets, uas nthuav tawm lawv cov khoom thaum txias nrog kua nitrogen, es tsis yog cov pa, uas yuav tsum tau ua kua helium. Lub tshuab tshiab, hloov tau yooj yim dua yuav tso cai rau kev tsim kho tshiab ntawm lub reactor.
Klaus Hesch, uas yog tus thawj coj ntawm kev siv thev naus laus zis thev naus laus zis ntawm Karlsruhe Institute of Technology nyob rau sab hnub poob tebchaws Yelemes, tsis ntseeg. Nws txhawb nqa kev siv cov khoom kub-kub superconductors tshiab rau kev tsim cov reactor tshiab. Tab sis, raws li nws, los tsim ib yam dab tsi nyob rau hauv lub computer, noj mus rau hauv tus account cov kev cai ntawm physics, tsis txaus. Nws yog ib qho tsim nyog yuav tsum coj mus rau hauv tus account cov kev cov nyom uas tshwm sim thaum muab lub tswv yim rau hauv kev xyaum.
Sci-fi
Raws li Hesh, tus qauv ntawm MIT cov tub ntxhais kawm tsuas yog qhia qhov ua tau ntawm qhov project. Tab sis qhov tseeb nws yog ntau ntawm science ntawv tseeb. Qhov projectqhia tias cov teeb meem loj ntawm fusion tau raug daws. Tab sis niaj hnub kev tshawb fawb tsis muaj tswv yim yuav daws tau li cas.
Ib qho teeb meem zoo li no yog lub tswv yim ntawm collapsible coils. Electromagnets tuaj yeem rhuav tshem kom nkag mus rau hauv lub nplhaib uas tuav cov ntshav hauv MIT tus qauv tsim.
Qhov no yuav muaj txiaj ntsig zoo vim tias ib tus tuaj yeem nkag mus rau cov khoom hauv qhov system sab hauv thiab hloov lawv. Tab sis qhov tseeb, superconductors yog ua los ntawm cov khoom siv ceramic. Pua pua ntawm lawv yuav tsum tau intertwined nyob rau hauv ib tug sophisticated txoj kev los tsim cov magnetic teb raug. Thiab ntawm no muaj ntau qhov teeb meem tseem ceeb: kev sib txuas ntawm lawv tsis yooj yim li kev sib txuas ntawm tooj liab cables. Tseem tsis tau muaj leej twg tseem xav txog cov ntsiab lus uas yuav pab daws tau cov teeb meem no.
kub
Kub kub kuj yog teeb meem. Ntawm qhov tseem ceeb ntawm fusion plasma, qhov kub yuav ncav cuag li 150 lab degrees Celsius. Qhov kub kub no tseem nyob hauv qhov chaw - txoj cai nyob hauv nruab nrab ntawm cov roj ionized. Tab sis txawm nyob ib ncig ntawm nws nws tseem kub heev - los ntawm 500 mus rau 700 degrees nyob rau hauv lub reactor cheeb tsam, uas yog lub puab txheej ntawm ib tug hlau yeeb nkab nyob rau hauv uas lub tritium tsim nyog rau nuclear fusion tshwm sim yuav "rov ua dua"
Lub fusion reactor muaj qhov teeb meem loj dua - lub npe hu ua lub zog tso tawm. Qhov no yog ib feem ntawm lub kaw lus uas tau txais cov roj siv, feem ntau yog helium, los ntawm cov txheej txheem fusion. Ua ntejcov hlau Cheebtsam uas cov roj kub nkag mus yog hu ua "divertors". Nws tuaj yeem ua kom kub txog li 2000 ° C.
Divertor problem
Yuav kom cov nroj tsuag tuaj yeem tiv taus qhov kub thiab txias, cov kws ua haujlwm tau sim siv cov hlau tungsten siv rau hauv cov khoom qub qub. Lub melting point ntawm tungsten yog hais txog 3000 degrees. Tab sis tseem muaj lwm yam kev txwv ib yam nkaus.
Nyob hauv ITER, qhov no tuaj yeem ua tiav, vim tias qhov cua sov hauv nws tsis tshwm sim tas li. Nws tau xav tias lub reactor yuav ua haujlwm tsuas yog 1-3% ntawm lub sijhawm. Tab sis qhov ntawd tsis yog ib qho kev xaiv rau lub tshuab fais fab uas yuav tsum tau khiav 24/7. Thiab, yog hais tias ib tug neeg thov kom muaj peev xwm tsim ib lub reactor me me nrog lub hwj chim ib yam li ITER, nws muaj kev nyab xeeb hais tias nws tsis muaj kev daws teeb meem rau divertor.
Power cog nyob rau hauv ob peb xyoos
Txawm li cas los xij, cov kws tshawb fawb tau pom zoo txog kev txhim kho cov thermonuclear reactors, txawm li cas los xij, nws yuav tsis nrawm npaum li qee cov neeg nyiam kwv yees.
ITER yuav tsum qhia tias kev tswj hwm fusion tuaj yeem tsim lub zog ntau dua li qhov yuav tsum tau siv rau cua sov cov ntshav. Cov kauj ruam tom ntej yog los tsim kom muaj ib lub hom phiaj tshiab hybrid ua qauv qhia fais fab uas ua tau hluav taws xob tiag tiag.
Engineers twb ua haujlwm ntawm nws tus qauv tsim. Lawv yuav tsum tau kawm los ntawm ITER, uas tau teem sijhawm yuav pib hauv 2023. Xav txog lub sijhawm xav tau rau kev tsim, kev npaj thiab kev tsim kho, zoo liNws tsis zoo li tias thawj fusion fais fab nroj tsuag yuav pib ua ntej ntau dua li nruab nrab ntawm lub xyoo pua 21st.
Rossi Cold Fusion
Nyob rau xyoo 2014, kev sim ywj pheej ntawm E-Cat reactor xaus lus tias cov cuab yeej tsim tawm qhov nruab nrab ntawm 2,800 watts ntawm lub zog tso tawm dhau 32-hnub nrog kev siv 900 watts. Qhov no yog ntau tshaj li cov tshuaj tiv thaiv tshuaj muaj peev xwm cais tawm. Cov txiaj ntsig tau hais los ntawm ib qho kev sib tawg hauv thermonuclear fusion, lossis ntawm kev dag ntxias. Daim ntawv tshaj tawm tau poob siab rau cov neeg tsis ntseeg, uas tsis ntseeg tias qhov kev xeem no puas muaj kev ywj pheej tiag tiag thiab qhia tias muaj peev xwm ua tsis tiav ntawm qhov kev xeem. Lwm tus tau tibneeg hu tauj coob nrhiav "cov khoom xyaw zais cia" uas ua rau Rossi lub fusion rov ua dua thev naus laus zis.
Rossi yog tus kws dag ntxias?
Andrea yog imposing. Nws tshaj tawm cov lus tshaj tawm rau lub ntiaj teb ua lus Askiv tshwj xeeb hauv cov lus ntawm nws lub vev xaib, hu ua phau ntawv Journal of Nuclear Physics. Tab sis nws qhov kev sim ua tsis tiav yav dhau los tau suav nrog Italian pov tseg-rau-roj project thiab lub tshuab hluav taws xob thermoelectric. Petroldragon, ib txoj haujlwm pov tseg-rau-zog, ua tsis tiav ib feem vim tias kev pov tseg ntawm cov pov tseg tsis raug cai yog tswj hwm los ntawm Italian koom nrog kev ua txhaum cai, uas tau foob kev foob rau nws rau kev ua txhaum cai tswj kev pov tseg. Nws kuj tau tsim ib lub tshuab hluav taws xob rau US Army Corps of Engineers, tab sis thaum lub sij hawm sim, lub gadget tsim tsuas yog ib feem ntawm lub hwj chim tshaj tawm.
Ntau tus tsis ntseeg Rossi, thiab tus thawj tswj hwm ntawm New Energy Times bluntly hu nws ua txhaum cai nrog txoj hlua ntawm kev ua tsis tiav lub zog tom qab nws.
Kev pov thawj ywj pheej
Rossi tau kos npe rau daim ntawv cog lus nrog Asmeskas lub tuam txhab Industrial Heat los ua qhov kev sim tsis pub dhau xyoo ntawm 1-MW txias fusion cog. Cov cuab yeej yog lub thawv xa khoom ntim nrog ntau ntau E-Cats. Qhov kev sim yuav tsum tau tswj hwm los ntawm ib tus neeg thib peb uas tuaj yeem paub meej tias qhov tsim hluav taws xob tau tshwm sim tiag tiag. Rossi hais tias tau siv ntau xyoo dhau los xyaum nyob hauv lub thawv thiab saib xyuas cov haujlwm ntau dua 16 teev hauv ib hnub los ua pov thawj kev lag luam muaj txiaj ntsig ntawm E-Cat.
Qhov kev xeem tau xaus rau lub Peb Hlis. Rossi cov neeg txhawb nqa txaus siab tos txais cov neeg soj ntsuam cov lus ceeb toom, vam tias yuav muaj kev zam txim rau lawv tus phab ej. Tab sis thaum kawg lawv tau foob.
Kev hais plaub
Nyob rau hauv Florida lub tsev hais plaub, Rossi thov tias qhov kev sim ua tiav thiab tus kws txiav txim plaub ntug tau lees paub tias E-Cat reactor tsim rau lub zog ntau dua li nws siv. Nws kuj tau hais tias Industrial Heat tau pom zoo them nws $ 100 lab - $ 11.5 lab ua ntej tom qab kev sim 24-teev (uas yog rau cov cai tso cai yog li lub tuam txhab tuaj yeem muag cov thev naus laus zis hauv Asmeskas) thiab lwm $ 89 lab tom qab ua tiav kev txuas ntxiv. sim. nyob rau hauv 350 hnub. Rossi liam IH ntawm kev ua "kev dag ntxias"lub homphiaj ntawm uas yog nyiag nws cov cuab yeej kev txawj ntse. Nws kuj tau liam lub tuam txhab ntawm kev ua tsis ncaj ncees rau E-Cat reactors, tsis raug cai luam thev naus laus zis thiab cov khoom lag luam, kev ua haujlwm thiab tsim qauv, thiab ua phem rau nws cov cuab yeej txawj ntse.
Nyiaj kub kub
Lwm qhov, Rossi hais tias hauv ib qho ntawm nws qhov kev tawm tsam, IH tau txais $ 50-60 lab los ntawm cov tub ua lag luam thiab lwm $ 200 lab los ntawm Tuam Tshoj tom qab rov ua dua nrog cov thawj coj hauv Suav teb. Yog tias qhov no muaj tseeb, ces ntau tshaj li ib puas lab nyiaj yog nyob rau hauv ceg txheem ntseeg. Kev Kub Kub Hluav Taws Xob tau tso tseg cov lus thov no tsis muaj tseeb thiab tab tom yuav tiv thaiv nws tus kheej. Qhov tseem ceeb tshaj, nws hais tias nws "ua haujlwm ntau dua peb xyoos los lees paub cov txiaj ntsig uas Rossi tau liam tias ua tiav nrog nws lub tshuab E-Cat, tsis muaj kev vam meej."
IH tsis ntseeg E-Cat, thiab Lub Sijhawm Zog Tshiab pom tsis muaj laj thawj tsis ntseeg nws. Thaum Lub Rau Hli 2011, tus neeg sawv cev ntawm cov ntawv tshaj tawm tau mus xyuas Ltalis, xam phaj Rossi thiab ua yeeb yaj kiab ua qauv qhia ntawm nws E-Cat. Ib hnub tom qab, nws tau tshaj tawm nws qhov kev txhawj xeeb loj txog txoj kev ntsuas lub zog thermal. Tom qab 6 hnub, tus neeg sau xov xwm tshaj tawm nws cov yeeb yaj kiab hauv YouTube. Cov kws tshaj lij los ntawm thoob plaws lub ntiaj teb tau xa nws cov kev tshuaj ntsuam xyuas, uas tau tshaj tawm thaum Lub Xya Hli. Nws tau pom tseeb tias qhov no yog kev dag.
Kev kuaj pom tseeb
Txawm li cas los xij, ntau tus kws tshawb fawb - Alexander Parkhomov los ntawm Peoples' Friendship University of Russia thiab Martin Fleishman Memorial Project (MFPM) -tswj kom rov tsim cov khaub thuas thermonuclear fusion ntawm Russia. Daim ntawv tshaj tawm MFPM tau hu ua "Qhov Kawg Ntawm Cov Carbon Era Nyob ze". Qhov laj thawj rau qhov kev qhuas no yog qhov kev tshawb pom ntawm tawg ntawm gamma hluav taws xob, uas tsis tuaj yeem piav qhia lwm yam dua li los ntawm cov tshuaj tiv thaiv thermonuclear. Raws li cov kws tshawb fawb, Rossi muaj raws nraim li nws hais.
Ib daim ntawv qhia qhib rau kev sib xyaw txias tuaj yeem ua rau lub zog kub kub. Lwm txoj hauv kev tuaj yeem pom los hla Rossi patents thiab ua kom nws tawm ntawm kev lag luam ntau txhiab daus las.
Yog li tej zaum Rossi xav kom zam qhov kev lees paub no.
