الطاقة النووية الحرارية: الحالة والتوقعات

يناقش المقال أسباب عدم وجود اندماج نووي حراري مسيطر عليه حتى الآن في التطبيقات الصناعية.

عندما في الخمسينيات من القرن الماضي ، هزت انفجارات قوية الأرض القنابل الانصهاربدا الأمر قبل الاستخدام السلمي طاقة الاندماج النووي لم يتبق سوى القليل: عقد أو عقدين. كانت هناك أسباب لهذا التفاؤل: مرت عشر سنوات فقط من لحظة استخدام القنبلة الذرية حتى إنشاء المفاعل الذي تولد الكهرباء.

لكن مهمة الحد الاندماج النووي تبين أن تكون معقدة بشكل غير عادي. مرت العقود الواحدة تلو الأخرى ، ولم يتم الحصول على احتياطي طاقة غير محدود. خلال هذا الوقت ، قامت البشرية ، التي تحرق الموارد الأحفورية ، بتلويث الغلاف الجوي بالانبعاثات وتسخينه بغازات الدفيئة. إن الكوارث التي وقعت في تشيرنوبيل وفوكوشيما -1 تشوه الطاقة النووية.

ما الذي منعنا من إتقان عملية الانصهار الواعدة والآمنة هذه ، والتي يمكن أن تزيل إلى الأبد مشكلة تزويد البشرية بالطاقة؟

في البداية ، كان من الواضح أنه لكي يحدث التفاعل ، كان من الضروري الجمع بين نواة الهيدروجين بإحكام بحيث يمكن للقوى النووية أن تشكل نواة عنصر جديد - الهيليوم مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة. لكن نوى الهيدروجين يتم صدها عن بعضها بواسطة قوى كهربائية. أظهر تقييم درجات الحرارة والضغط الذي يبدأ عنده التفاعل النووي الحراري المتحكم فيه أنه لا توجد مادة يمكنها مقاومة مثل هذه درجات الحرارة.

وللأسباب نفسها ، تم رفض الديوتيريوم النقي ، نظير الهيدروجين. بعد أن أمضى مليارات الدولارات وعقود من الزمن ، تمكن العلماء أخيرًا من إشعال الشعلة النووية الحرارية لفترة قصيرة جدًا. يبقى أن نتعلم كيف نحمل بلازما الاندماج لفترة طويلة. كان من الضروري الانتقال من النمذجة الحاسوبية إلى بناء مفاعل حقيقي.

في هذه المرحلة ، أصبح من الواضح أن جهود الدولة المنفصلة ومواردها لن تكون كافية لبناء وتشغيل المحطات التجريبية والتجريبية. في إطار التعاون الدولي ، تقرر تنفيذ مشروع لمفاعل نووي حراري تجريبي تبلغ قيمته أكثر من 14 مليار دولار.

لكن في عام 1996 ، أوقفت الولايات المتحدة مشاركتها ، وبالتالي تمويل المشروع. لبعض الوقت ، كان التنفيذ على حساب كندا واليابان وأوروبا ، ولكن لم يتم إنشاء المفاعل أبدًا.

يتم تنفيذ المشروع الثاني ، الدولي أيضًا ، في فرنسا. يحدث حبس البلازما على المدى الطويل بسبب شكل خاص من المجال المغناطيسي - في شكل زجاجة. تم وضع أساس هذه الطريقة من قبل علماء الفيزياء السوفيات. أولا تركيب نوع "توكاماك" يجب أن يعطي طاقة أكثر للإخراج مما ينفق على إشعال وعقد البلازما.

بحلول عام 2012 ، كان يجب الانتهاء من تركيب المفاعل ، ولكن لا توجد معلومات حول التشغيل الناجح. ربما أدت الاضطرابات الاقتصادية في السنوات الأخيرة إلى تعديلات على خطط العلماء.

الصعوبات في تحقيق الانصهار للرقابة ولدت الكثير من التكهنات وتقارير كاذبة حول ما يسمى "الباردة" تفاعل الانصهار النووي الحراري. على الرغم من عدم وجود قدرات أو قوانين مادية ، إلا أن العديد من الباحثين يدعون وجودها. بعد كل شيء ، فإن المخاطر كبيرة: من جوائز نوبل للعلماء إلى الهيمنة الجيوسياسية للدولة ، التي أتقنت هذه التكنولوجيا وحصلت على وفرة في الطاقة.

لكن كل هذه الرسائل مبالغ فيها أو خاطئة بصراحة. يرتبط العلماء الجادون بوجود تفاعل مماثل مع الشك.

إن الإمكانات الحقيقية لإتقان التوليف وبدء التشغيل الصناعي للمفاعلات النووية الحرارية يتم إرجاعها إلى منتصف القرن الحادي والعشرين. بحلول هذا الوقت ، سيكون من الممكن اختيار المواد اللازمة والعمل على تشغيلها الآمن. لأن هذه المفاعلات سوف تعمل مع بلازما منخفضة الكثافة للغاية ، سلامة الانصهار السلطة سيكون أعلى بكثير من المنشآت النووية.

أي انتهاك في منطقة التفاعل سوف "يروي" على الفور الشعلة النووية الحرارية. ولكن لا ينبغي إهمال تدابير السلامة: ستكون سعة وحدة المفاعلات كبيرة للغاية بحيث يمكن أن يؤدي وقوع حادث حتى في دوائر استخراج الحرارة إلى كل من الضحايا والتلوث البيئي. الشيء الوحيد المتبقي هو صغير: انتظر 30-40 سنة وانظر عصر وفرة الطاقة. إذا بقينا على قيد الحياة ، بالطبع.

Comments

[#1]

مبدأ محرك الاحتراق الداخلي: تحلل الماء إلى هيدروجين - أوكسجين ، والإخراج هو الهيدروجين كحامل طاقة عالمي.