۽ انضمام؟

گذريل سال جي آخر ۾ چيني ماهرن پاران فيوزن ري ايڪٽر جي تعمير بابت رپورٽون سنسني خیز لڳيون (1). چيني رياستي ميڊيا ٻڌايو ته HL-2M سهولت، چينگدو ۾ هڪ ريسرچ سينٽر تي واقع آهي، 2020 ۾ عام طور تي ڪم ڪرڻ شروع ڪندي. ميڊيا جي رپورٽن مان اشارو ڪيو ويو آهي ته thermonuclear فيوزن جي ناقابل توانائي توانائي تائين رسائي جو مسئلو هميشه لاء حل ڪيو ويو آهي.

تفصيلن تي ويجھو نظر وجهڻ ۾ مدد ملندي ٿڌي اميد.

نئين tokamak قسم جو سامان، اڃا تائين سڃاتل کان وڌيڪ ترقي يافته ڊيزائن سان، پلازما پيدا ڪرڻ گهرجي 200 ملين ڊگري سينٽي گريڊ کان مٿي گرمي پد سان. چين نيشنل نيوڪليئر ڪارپوريشن جي سائوٿ ويسٽ انسٽيٽيوٽ آف فزڪس جي سربراه دوان زيورو، هڪ پريس رليز ۾ اهو اعلان ڪيو. ڊوائيس منصوبي تي ڪم ڪندڙ چينين کي ٽيڪنيڪل سپورٽ فراهم ڪندو بين الاقوامي Thermonuclear Experimental Reactor (ITER)گڏوگڏ تعمير.

تنهنڪري مان سمجهان ٿو ته اهو اڃا تائين هڪ توانائي انقلاب نه آهي، جيتوڻيڪ اهو چيني طرفان پيدا ڪيو ويو آهي. ري ايڪٽر KHL-2M ٿورڙي اڃا تائين ڄاڻايل آهي. اسان کي خبر ناهي ته هن ري ايڪٽر جي پروجيڪٽ ٿيل حرارتي پيداوار ڇا آهي يا ان ۾ ايٽمي فيوزن رد عمل کي هلائڻ لاءِ ڪهڙي توانائي جي سطح جي ضرورت آهي. اسان سڀ کان اهم شيءِ نٿا ڄاڻون - ڇا چيني فيوزن ري ايڪٽر هڪ مثبت توانائي جي توازن سان ٺهيل ڊزائن آهي، يا ڇا اهو صرف هڪ ٻيو تجرباتي فيوزن ري ايڪٽر آهي جيڪو فيوزن جي رد عمل جي اجازت ڏئي ٿو، پر ساڳئي وقت وڌيڪ توانائي جي ضرورت آهي. ignition" توانائي جي ڀيٽ ۾ جيڪا حاصل ڪري سگهجي ٿي رد عمل جي نتيجي ۾.

بين الاقوامي ڪوشش

چين، يورپي يونين سان گڏ، آمريڪا، هندستان، جاپان، ڏکڻ ڪوريا ۽ روس، ITER پروگرام ۾ شرڪت ڪندڙ آهن. اهو سڀ کان مهانگو آهي جاري بين الاقوامي تحقيقي منصوبن جو مٿي ذڪر ڪيل ملڪن پاران فنڊ ڪيل، تقريبن 20 بلين آمريڪي ڊالر جي قيمت. اهو سرد جنگ جي دور ۾ ميخائل گورباچوف ۽ رونالڊ ريگن جي حڪومتن جي وچ ۾ تعاون جي نتيجي ۾ دريافت ڪيو ويو، ۽ ڪيترن ئي سالن کان پوء 2006 ۾ انهن سڀني ملڪن طرفان دستخط ڪيل هڪ معاهدي ۾ شامل ڪيو ويو.

2. ITER tokamak جي تعميراتي سائيٽ تي

ITER پروجيڪٽ ڏکڻ فرانس ۾ Cadarache ۾ (2) دنيا جي سڀ کان وڏي ٽوڪماڪ کي ترقي ڪري رهيو آهي، هڪ پلازما چيمبر جنهن کي برقي مقناطيس پاران ٺاهيل هڪ طاقتور مقناطيسي فيلڊ سان ٺهرايو وڃي. هي ايجاد سوويت يونين پاران 50 ۽ 60 جي ڏهاڪي ۾ ترقي ڪئي وئي هئي. پروجيڪٽ مئنيجر، Lavan Koblenz، اعلان ڪيو ته تنظيم کي ڊسمبر 2025 تائين "پهريون پلازما" حاصل ڪرڻ گهرجي. ITER هر ڀيري اٽڪل 1 هزار ماڻهن لاءِ thermonuclear رد عمل جي حمايت ڪرڻ گهرجي. سيڪنڊ، طاقت حاصل ڪرڻ 500-1100 ميگاواٽ. مقابلي لاءِ، اڄ تائين سڀ کان وڏو برطانوي ٽوڪماڪ، JET (گڏيل يورپي ٽورس)، ڪيترن ئي ڏهن سيڪنڊن لاءِ ردعمل برقرار رکي ٿو ۽ طاقت حاصل ڪري ٿو 16 ميگاواٽ. هن ري ايڪٽر ۾ توانائي گرمي جي طور تي جاري ڪئي ويندي - ان کي بجلي ۾ تبديل ڪرڻ جو ارادو نه آهي. گرڊ کي فيوزن توانائي جي فراهمي سوال کان ٻاهر آهي، ڇاڪاڻ ته اهو منصوبو صرف تحقيق جي مقصدن لاء آهي. صرف ITER جي بنياد تي اهو ممڪن ٿيندو ته مستقبل جي نسل جي thermonuclear ري ايڪٽرن کي طاقت تائين پهچندي. 3-4 هزار. ميگاواٽ.

بنيادي سبب ڇو ته مناسب فيوزن پاور پلانٽس اڃا تائين موجود نه آهن (سٺ سالن کان وڌيڪ وسيع ۽ قيمتي تحقيق جي باوجود) پلازما جي رويي کي ڪنٽرول ڪرڻ ۽ "ڪنٽرول" ڪرڻ ۾ مشڪل آهي. بهرحال، تجربن جي سالن ۾ ڪيتريون ئي قيمتي دريافتون پيدا ڪيون ويون آهن، ۽ اڄ فيوزن توانائي اڳ کان وڌيڪ ويجهي نظر اچي ٿي.

هيليم-3 شامل ڪريو، ملايو ۽ گرمي ڪريو

ITER عالمي فيوژن ريسرچ جو بنيادي مرڪز آهي، پر ڪيترائي تحقيقي مرڪز، ڪمپنيون ۽ فوجي ليبارٽريون پڻ ڪم ڪري رهيون آهن ٻين فيوزن منصوبن تي جيڪي ڪلاسيڪل انداز کان انحراف ڪن ٿيون.

مثال طور، تازو سالن ۾ منعقد ميساچوسٽس انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي مان سان تجربا هيلم-3 tokamak تي دلچسپ نتيجا مليا، بشمول توانائي ۾ ڏهه ڀيرا اضافو پلازما آئن. سائنسدانن ميساچوسٽس انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي ۾ سي-موڊ ٽوڪامڪ تي تجربا ڪري رهيا آهن، بيلجيم ۽ برطانيه جي ماهرن سان گڏ، ٽن قسمن جي آئن تي مشتمل هڪ نئين قسم جو فيوزن فيول تيار ڪيو آهي. ٽيم Alcator C-Mod (3) اهو مطالعو واپس سيپٽمبر 2016 ۾ ڪيو، پر انهن تجربن مان حاصل ڪيل ڊيٽا کي تازو ئي تجزيو ڪيو ويو، پلازما توانائي ۾ وڏي واڌ کي ظاهر ڪيو. نتيجا ايترا حوصلا افزا هئا جو دنيا جي سڀ کان وڏي آپريٽنگ فيوزن ليبارٽري هلائيندڙ سائنسدانن، برطانيه ۾ JET، تجربن کي ورجائڻ جو فيصلو ڪيو. توانائيءَ ۾ ساڳيو واڌارو حاصل ڪيو ويو. مطالعي جا نتيجا جرنل نيچر فزڪس ۾ شايع ٿيا.

3. آپريشن ۾ Alcator C-Mod tokamak

ايٽمي ايندھن جي ڪارڪردگي کي وڌائڻ جي ڪنجي ھيليئم-3 جي ٽريس مقدار کي شامل ڪري رھيا ھئا، ھيليم جو ھڪڙو مستحڪم آئوٽوپ ٻن جي بدران ھڪڙي نيوٽران سان. Alcator C طريقي ۾ استعمال ٿيندڙ ايٽمي ايندھن ۾ اڳ ۾ صرف ٻن قسمن جا آئن شامل آھن - ڊيوٽيريم ۽ ھائڊروجن. Deuterium، هائيڊروجن جو هڪ مستحڪم آئسوٽوپ جنهن جي بنيادي حصي ۾ هڪ نيوٽران آهي (جيئن ته نيوٽران کان سواءِ هائيڊروجن جي مخالفت)، ٻارڻ جو 95 سيڪڙو حصو ٺاهي ٿو. MIT پلازما ريسرچ سينٽر (PSFC) جي سائنسدانن هڪ پروسيس کي استعمال ڪيو جنهن کي سڏيو ويندو آهي ريڊيو فریکوئنسي ۾ گرمائش. ٽوڪماڪ جي ويجهو اينٽيننا ذرات کي اتساهه ڏيڻ لاءِ هڪ مخصوص ريڊيو فريڪوئنسي استعمال ڪندا آهن، ۽ لهرن کي هائيڊروجن آئنز کي ”ٽارگٽ“ ڪرڻ لاءِ ترتيب ڏنو ويندو آهي. ڇاڪاڻ ته هائڊروجن ايندھن جي مجموعي کثافت جو ھڪڙو ننڍڙو حصو ٺاھي ٿو، صرف آئن جي ھڪڙي ننڍڙي حصي کي گرم ڪرڻ تي ڌيان ڏيڻ جي اجازت ڏئي ٿي انتهائي توانائي جي سطح حاصل ڪرڻ جي. اڳتي هلي، متحرڪ هائيڊروجن آئنز مرکب ۾ موجود مکيه ڊيوٽيريئم آئنز ڏانهن منتقل ٿين ٿا، ۽ اهڙيءَ طرح ٺهيل ذرڙا ريئڪٽر جي ٻاهرئين شيل ۾ داخل ٿي، گرميءَ کي آزاد ڪن ٿا.

هن عمل جي ڪارڪردگي تڏهن وڌي ٿي جڏهن هيليم-3 آئنز 1 سيڪڙو کان گهٽ مقدار ۾ مرکب ۾ شامل ڪيا وڃن. هيليئم-3 جي تمام ٿوري مقدار تي ريڊيو جي حرارت کي مرڪوز ڪرڻ سان، سائنسدانن آئنز جي توانائي کي ميگا اليڪٽرون وولٽس (MeV) تائين وڌايو.

پهرين اچو - پهرين خدمت ڪئي برابر روسي ۾: دير سان مهمان ۽ هڏا کائڻ

گذريل ڪجھ سالن ۾، ڪنٽرول ٿيل ائٽمي فيوزن جي ڪم جي دنيا ۾ ڪيتريون ئي ترقيون ٿي چڪيون آھن جن سائنسدانن ۽ اسان سڀني جي اميدن کي وڌايو آھي آخرڪار توانائي جي "هولي گريل" حاصل ڪرڻ لاء.

سٺا سگنل شامل آهن، پر ان تائين محدود نه آهن، يو ايس ڊپارٽمينٽ آف انرجي جي (DOE) پرنسٽن پلازما فزڪس ليبارٽري (PPPL) کان دريافتون. ريڊيو لهرن کي وڏي ڪاميابي سان استعمال ڪيو ويو آهي خاص طور تي نام نهاد پلازما جي خرابين کي گهٽائڻ لاءِ، جيڪي ”ڊريسنگ اپ“ thermonuclear رد عمل جي عمل ۾ اهم ٿي سگهن ٿيون. ساڳئي ريسرچ گروپ مارچ 2019 ۾ هڪ ليٿيم ٽوڪامڪ تجربو ٻڌايو جنهن ۾ ٽيسٽ ري ايڪٽر جي اندرين ڀتين کي ليٿيم سان گڏ ڪيو ويو، هڪ مواد جيڪو عام طور تي اليڪٽرانڪس ۾ استعمال ٿيندڙ بيٽرين مان مشهور آهي. سائنسدانن اهو نوٽ ڪيو ته ري ايڪٽر جي ڀتين تي ليٿيم جو استر پکڙيل پلازما جي ذرات کي جذب ڪري ٿو، انهن کي واپس پلازما بادل ڏانهن موٽڻ کان روڪي ٿو ۽ thermonuclear رد عمل سان مداخلت ڪري ٿو.

4. بصري منصوبي TAE ٽيڪنالاجي

وڏن معتبر سائنسي ادارن جا سائنسدان به پنهنجن بيانن ۾ محتاط طور پراميد ٿي چڪا آهن. تازو ئي خانگي شعبي ۾ ڪنٽرول ٿيل سنٿيسس ٽيڪنڪ ۾ دلچسپي ۾ پڻ وڏو اضافو ٿيو آهي. 2018 ۾، لاڪ هيڊ مارٽن ايندڙ ڏهاڪي ۾ هڪ پروٽوٽائپ ڪمپيڪٽ فيوزن ريڪٽر (CFR) کي ترقي ڪرڻ جي منصوبي جو اعلان ڪيو. جيڪڏهن ڪمپني جنهن ٽيڪنالاجي تي ڪم ڪري رهي آهي، هڪ ٽرڪ-سائيز ڊيوائس 100-اسڪوائر فوٽ ڊيوائس جي ضرورتن کي پورو ڪرڻ لاءِ ڪافي بجلي فراهم ڪري سگهي ٿي. شهر جا رهواسي.

ٻيون ڪمپنيون ۽ تحقيقي مرڪز مقابلو ڪري رهيا آهن ته ڪير ٺاهي سگهي ٿو پهريون حقيقي فيوزن ريڪٽر، جنهن ۾ TAE ٽيڪنالاجيز ۽ ميساچوسٽس انسٽيٽيوٽ آف ٽيڪنالاجي شامل آهن. جيتوڻيڪ ايمازون جي جيف بيزوس ۽ مائڪروسافٽ جي بل گيٽس تازو شامل ٿي ويا آهن ضمير جي منصوبن ۾. اين بي سي نيوز تازو ئي 17 ننڍيون ڪمپنيون ڳڻيون آهن جيڪي صرف آمريڪا ۾ فيوزن لاءِ وقف آهن. اسٽارٽ اپس جهڙوڪ جنرل فيوزن يا ڪمن ويلٿ فيوزن سسٽم جديد سپر ڪنڊڪٽرز جي بنياد تي ننڍڙن ري ايڪٽرن تي ڌيان ڏئي رهيا آهن.

"ٿڌي فيوزن" جو تصور ۽ وڏن ري ايڪٽرن جا متبادل، نه رڳو ٽوڪماڪس، پر ان کي پڻ سڏيو ويندو آهي. ستارن وارو، ٿورڙي مختلف ڊيزائن سان، جرمني ۾ پڻ ٺهيل آهي. مختلف طريقن جي ڳولا پڻ جاري آهي. هن جو هڪ مثال هڪ اوزار سڏيو ويندو آهي Z-پنچ، واشنگٽن يونيورسٽي جي سائنسدانن پاران ٺاهيل آهي ۽ جرنل فزڪس ورلڊ جي تازي مسئلن مان هڪ ۾ بيان ڪيو ويو آهي. Z-pinch هڪ طاقتور مقناطيسي فيلڊ ۾ پلازما کي ڇڪڻ ۽ دٻائڻ سان ڪم ڪري ٿو. تجربن ۾، اهو ممڪن هو ته پلازما کي 16 مائڪرو سيڪنڊن لاء مستحڪم ڪرڻ، ۽ فيوزن جي رد عمل هن وقت جي ٽيون حصو تائين جاري رهي. مظاهري جو مقصد اهو ڏيکاريو ويو ته ننڍي پيماني تي فيوزن ممڪن آهي، جيتوڻيڪ ڪيترن ئي سائنسدانن کي اڃا تائين ان بابت سنجيده شڪ آهي.

موڙ ۾، گوگل ۽ ٻين سيڙپڪارن جي مدد جي مهرباني، جيڪو جديد ٽيڪنالاجيز تي مرکوز آهي، ڪيليفورنيا جي بنياد تي TAE ٽيڪنالاجي استعمال ڪري رهي آهي عام فيوزن تجربن کان مختلف طريقو. borohydride ٻارڻ جو مرکب، جيڪي ننڍڙا ۽ سستا ري ايڪٽر ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪيا ويا، شروعاتي طور تي نام نهاد فيوزن راڪيٽ پروپلشن جي مقصد سان. پروٽوٽائپ سلنڈر فيوزن ري ايڪٽر (4) ٽوڙڻ واري بيم (CBFR) سان، جيڪو هائڊروجن گيس کي گرم ڪري ٿو ٻن پلازما حلقن کي. اهي غير فعال ذرات جي بنڊل سان گڏ ٿين ٿا ۽ هن حالت ۾ رکيل آهن، جن کي پلازما جي توانائي ۽ استحڪام کي وڌائڻ ۾ مدد ڏيڻ گهرجي.

هڪ ٻيو thermonuclear startup، جنرل فيوزن، ڪينيڊا جي صوبي برٽش ڪولمبيا مان، جيف بيزوس طرفان خود مدد ڪئي وئي آهي. آسان لفظ ۾، ان جو تصور گرم پلازما کي مائع ڌاتو جي بال ۾ داخل ڪرڻ آهي (ليٿيم ۽ ليڊ جو هڪ مرکب) هڪ اسٽيل بال جي اندر، جنهن کان پوء پلازما کي ڊيزل انجڻ وانگر، پسٽن سان دٻايو ويندو آهي. پيدا ٿيل دٻاءُ thermonuclear فيوزن ڏانهن وٺي وڃي ٿو، جيڪو نئين قسم جي پاور پلانٽ جي ٽربائن کي طاقت ڏيڻ لاءِ وڏي مقدار ۾ توانائي ڇڏيندو. مائڪ ڊيلج، چيف ٽيڪنالاجي آفيسر جنرل فيوزن جو چوڻ آهي ته تجارتي ايٽمي فيوزن هڪ ڏهاڪي اندر شروع ٿي سگهي ٿي.

5. يو ايس نيوي جي thermonuclear پيٽرن مان illustration.

يو ايس نيوي پڻ تازو ئي ”پلازما فيوزن ڊيوائس“ لاءِ پيٽنٽ داخل ڪيو. پيٽنٽ مقناطيسي شعبن جي باري ۾ ڳالهائيندو آهي "تيز وائيبريشن" ٺاهڻ لاءِ (5). خيال اهو آهي ته فيوزن ري ايڪٽرن کي تعمير ڪيو وڃي جيڪي پورٽبل هجڻ لاء ڪافي آهن. چوڻ جي ضرورت ناهي، هي پيٽرن جي درخواست شڪايت سان ملاقات ڪئي وئي هئي.