Бұл ITER тәжірибелік реакторындағы плазма үшін көзделген температура.
Болашақ энергиясын іздеу
Термоядролық синтез
Жердегі жасанды Күн
Күн жеңіл атомдардың ядроларын біріктіру арқылы энергия бөледі. Ғалымдар осы құбылысты Жерде электр өндіру үшін пайдалануды зерттеп жатыр.
Сутегінің екі түрі. Олар бір-бірінен ядросындағы нейтрон санымен ерекшеленеді.
Гелий ядросы түзіліп, бір нейтрон ұшып шығады. Нейтрон - электр заряды жоқ ұсақ бөлшек.
Дереккөздер: ITER: температура, АҚШ Энергетика министрлігі: отын.
01 / Идея
Қарапайым түсінік
Күннің қуаты ядролардың бірігуінен туады.
Ядро - атомның орталық бөлігі. Күннің ішінде сутегі ядролары бірнеше реакция арқылы гелийге айналады. Осы кезде массаның аз бөлігіне сәйкес энергия бөлінеді. Бұл кәдімгі оттың жануы емес.
«Жасанды Күн» - бейнелі атау. Жердегі көптеген жобаларда дейтерий мен тритий қолданылады: олардың реакциясы Күндегі реакциялармен бірдей емес.
Қыздырғанда ядролар жылдамырақ қозғалып, жиі соқтығысады.
Ядролар бірін-бірі тебеді. Бірақ өте жақын келгенде оларды ядролық күш біріктіре алады. Әр соқтығыс синтезге әкелмейді.
Дейтерий мен тритий қосылғанда гелий ядросы мен нейтрон пайда болады. Олар бөлінген энергияны алып қозғалады.
Дереккөздер: NASA: Күн, МАГАТЭ: ядролық синтез.
02 / Процесс
Қалай жұмыс істейді
Отыннан электрге дейінгі бес қадам.
Бұл - болашақ токамак электр станциясының жұмыс істеу жолы. Токамак плазманы магнит өрісімен ұстайды. Синтезді зерттеудің лазермен сығу сияқты басқа тәсілдері де бар.
Реакторға сутегінің екі түрі: дейтерий мен тритий беріледі.
Газ плазмаға айналады. Оны синтезге қажет өте жоғары температураға дейін қыздырады.
Магнит өрісі плазманың ең ыстық бөлігін қабырғадан алшақ ұстайды.
Дейтерий мен тритий ядролары бірігіп, энергия бөледі.
Жылумен бу өндіру жоспарланады. Бу турбинаны, ал турбина электр генераторын айналдырады.
Дереккөздер: МАГАТЭ: синтез тәсілдері, ITER: жылудан электр алу.
03 / Плазма
Негізгі сынақ
Ең қиыны - ыстық плазманы тұрақты ұстау.
Плазма - электрондары атомдарынан бөлініп, еркін қозғалатын газ күйі. Токамакта магнит өрісі ыстық плазманы ұстайды. Тұрақты энергия алу үшін жоғары температура, жеткілікті тығыздық және жылуды ұзақ сақтау қажет.
Сақина пішінді камерасы бар құрылғы. Оның ішінде плазма магнит өрісімен ұсталады.
Зарядталған бөлшектердің қозғалысын бағыттайды. Бірақ жылудың бір бөлігі қабырғаға бәрібір жетеді, сондықтан оны салқындату керек.
Аспаптар плазманың күйін өлшейді. Басқару жүйесі қыздыруды және магнит өрісін реттейді.
Дереккөздер: ITER: токамак, ITER: плазманы ұстау және инженерлік міндеттер.
04 / Энергия
Энергия жолы
Алдымен жылу. Содан кейін электр.
Дейтерий мен тритий реакциясында энергияның шамамен 80%-ын нейтрон алып шығады. Ол реакторды қоршаған қабатта жұтылып, оны қыздырады. Болашақ станцияда осы жылумен судан бу алып, генераторды айналдыруға болады.
ITER - тәжірибелік реактор: ол электр желісіне қуат беруге арналмаған. Төмендегі тізбек болашақ электр станциясының ықтимал сұлбасын көрсетеді.
Дереккөздер: ITER: нейтрон энергиясы, ITER: электр өндіру сұлбасы.
05 / Болашақ
Болашақ мүмкіндігі
Мүмкіндігі зор. Шешілмеген міндеттері де бар.
Синтез көмірқышқыл газын аз бөлетін энергия көзіне айналуы мүмкін. Бірақ болашақ станция барлық жабдықтың тұтынуын есептегенде де артық электр өндіруі және оны қолжетімді бағамен беруі керек.
Мүмкіндіктер
- Дейтерийді судан алуға болады, оның табиғи қоры мол.
- Синтез реакциясының өзі көмірқышқыл газын шығармайды. Құрылыс пен отын дайындаудың да әсерін есептеу қажет.
- Қажетті жағдайлар бұзылып, плазма суыса, синтез тоқтайды.
- Аз мөлшердегі отыннан көп энергия алуға болады.
Қиындықтар
- Плазманы тұрақты ұстау және жабдықты тиімді салқындату қиын.
- Нейтрондар материалдарды зақымдап, кейбір бөлшектерді радиоактивті етеді. Оларды қауіпсіз өңдеу керек.
- Тритий сирек әрі радиоактивті. Оны литийден жеткілікті мөлшерде өндіру технологиясын дамыту қажет.
- Станцияның құны, сенімділігі және жалпы энергия тиімділігі әлі шешуді қажет етеді.
Ғылыми тәжірибедегі жетістік пен дайын электр станциясы - екі бөлек кезең.
Дереккөздер: МАГАТЭ: мүмкіндіктер, ITER: қауіпсіздік, МАГАТЭ: тритий өндіру.