می گوییم خورشید را در جعبه می گذاریم. ایده زیباست مشکل این است که ما نمی دانیم چگونه را بسازجعبه

پیر ژیل دو ژن
برنده جایزه نوبل فرانسوی

همه دستگاه ها و ماشین های الکترونیکی نیاز به انرژی دارند و بشریت مقدار زیادی از آن را مصرف می کند. اما سوخت های فسیلی در حال اتمام هستند و انرژی های جایگزین هنوز به اندازه کافی موثر نیستند.
روشی برای به دست آوردن انرژی وجود دارد که به طور ایده آل با تمام نیازها مطابقت دارد - همجوشی گرما هسته ای. واکنش حرارتی همجوشی هسته ای(تبدیل هیدروژن به هلیوم و آزاد شدن انرژی) به طور مداوم در خورشید اتفاق می افتد و این فرآیند به سیاره انرژی به شکل می دهد. اشعه های خورشید. شما فقط باید آن را در زمین، در مقیاس کوچکتر تقلید کنید. کافی است فشار بالا و دمای بسیار بالا (10 برابر بیشتر از خورشید) فراهم شود و واکنش همجوشی راه اندازی می شود. برای ایجاد چنین شرایطی، باید یک راکتور گرما هسته ای بسازید. این نیروگاه از منابع فراوان تری بر روی زمین استفاده خواهد کرد، ایمن تر و قدرتمندتر از نیروگاه های هسته ای معمولی خواهد بود. بیش از 40 سال است که برای ساخت آن تلاش شده و آزمایش هایی انجام شده است. در سال های اخیردر یکی از نمونه های اولیه حتی ممکن بود انرژی بیشتری نسبت به مصرف شده بدست آورد. بلندپروازانه ترین پروژه ها در این زمینه در زیر ارائه شده است:

پروژه های دولتی

بیشترین توجه عمومی اخیراً به یکی دیگر از طراحی‌های راکتور گرما هسته‌ای معطوف شده است - ستاره‌ساز Wendelstein 7-X (ستاره‌گر از نظر ساختار داخلی پیچیده‌تر از ITER است که یک توکامک است). دانشمندان آلمانی با صرف اندکی بیش از یک میلیارد دلار، یک مدل نمایشی کوچک از راکتور را در 9 سال تا سال 2015 ساختند. اگر نتایج خوبی نشان دهد، یک نسخه بزرگتر ساخته خواهد شد.

لیزر مگاژول فرانسه قدرتمندترین لیزر جهان خواهد بود و تلاش خواهد کرد تا روشی مبتنی بر لیزر برای ساخت یک راکتور همجوشی را پیش ببرد. انتظار می رود که نصب فرانسوی در سال 2018 راه اندازی شود.

NIF (تاسیسات ملی احتراق) طی 12 سال و 4 میلیارد دلار تا سال 2012 در ایالات متحده ساخته شد. آنها انتظار داشتند که این فناوری را آزمایش کنند و سپس بلافاصله یک راکتور بسازند، اما معلوم شد که همانطور که ویکی پدیا گزارش می دهد، اگر کار قابل توجهی لازم است. سیستمهمیشه برای رسیدن به احتراق است. در نتیجه، طرح های بزرگ لغو شد و دانشمندان به تدریج شروع به بهبود لیزر کردند. چالش نهایی افزایش بهره وری انتقال انرژی از 7 درصد به 15 درصد است. در غیر این صورت، بودجه کنگره برای این روش دستیابی به سنتز ممکن است متوقف شود.

در پایان سال 2015، ساخت ساختمانی برای قدرتمندترین نصب لیزر جهان در ساروف آغاز شد. این نیرومندتر از نمونه‌های فعلی آمریکایی و فرانسوی آینده خواهد بود و امکان انجام آزمایش‌های لازم برای ساخت یک نسخه لیزری از راکتور را فراهم می‌کند. اتمام ساخت و ساز در سال 2020.

لیزر همجوشی MagLIF در ایالات متحده آمریکا به عنوان یک اسب تیره در میان روش های دستیابی به همجوشی گرما هسته ای شناخته می شود. این روش اخیراً نتایج بهتری از حد انتظار را نشان داده است، اما همچنان باید قدرت را با ضریب 1000 افزایش داد. لیزر در حال حاضر در حال ارتقاء است و دانشمندان امیدوارند تا سال 2018 همان مقدار انرژی را که صرف کرده اند دریافت کنند. در صورت موفقیت یک نسخه بزرگتر ساخته خواهد شد.

مؤسسه فیزیک هسته ای روسیه به طور مداوم روش "تله باز" را آزمایش کرد که ایالات متحده در دهه 90 آن را رها کرد. در نتیجه شاخص هایی به دست آمد که برای این روش غیرممکن تلقی می شدند. دانشمندان BINP بر این باورند که نصب آنها اکنون در سطح Wendelstein 7-X آلمان (Q=0.1) است، اما ارزان تر است. اکنون آنها در حال ساختن یک تاسیسات جدید برای 3 میلیارد روبل هستند

رئیس موسسه کورچاتوف دائماً برنامه های ساخت یک راکتور گرما هسته ای کوچک در روسیه - Ignitor را یادآوری می کند. طبق این طرح، باید به اندازه ITER موثر باشد، هرچند کوچکتر. ساخت آن باید 3 سال پیش شروع می شد، اما این وضعیت برای پروژه های بزرگ علمی معمول است.

توکاماک چینی در ابتدای سال 2016 موفق شد به دمای 50 میلیون درجه برسد و آن را به مدت 102 ثانیه حفظ کند. قبل از شروع ساخت راکتورها و لیزرهای عظیم، همه اخبار در مورد همجوشی گرما هسته ای اینگونه بود. ممکن است کسی فکر کند که این فقط یک رقابت بین دانشمندان است که ببینند چه کسی می تواند دمای بالاتر را برای مدت طولانی تری نگه دارد. هر چه دمای پلاسما بالاتر باشد و بتوان مدت بیشتری آن را حفظ کرد، به آغاز واکنش همجوشی نزدیک‌تر می‌شویم. ده ها مورد از این قبیل در جهان وجود دارد، چندین مورد دیگر () () در حال ساخت است، بنابراین رکورد EAST به زودی شکسته خواهد شد. در اصل، این راکتورهای کوچک فقط تجهیزات را قبل از ارسال به ITER آزمایش می کنند.

لاکهید مارتین در سال 2015 از پیشرفتی در زمینه انرژی همجوشی خبر داد که به آنها اجازه می دهد ظرف 10 سال یک راکتور همجوشی کوچک و متحرک بسازند. با توجه به اینکه حتی تا سال 2040 حتی رآکتورهای تجاری بسیار بزرگ و اصلاً متحرک پیش بینی نمی شد، اعلام این شرکت با شک و تردید مواجه شد. اما این شرکت منابع زیادی دارد، پس چه کسی می داند. نمونه اولیه در سال 2020 انتظار می رود.

استارتاپ محبوب دره سیلیکون هلیون انرژی برنامه منحصر به فرد خود را برای دستیابی به همجوشی گرما هسته ای دارد. این شرکت بیش از 10 میلیون دلار جمع آوری کرده است و انتظار دارد تا سال 2019 نمونه اولیه آن را ایجاد کند.

استارت آپ کم حاشیه Tri Alpha Energy اخیراً به نتایج چشمگیری در ترویج روش همجوشی خود دست یافته است (نظریه پردازان بیش از 100 روش نظری برای دستیابی به همجوشی ایجاد کرده اند، توکامک ساده ترین و محبوب ترین است). این شرکت همچنین بیش از 100 میلیون دلار سرمایه برای سرمایه گذاران جذب کرد.

پروژه رآکتور استارت آپ کانادایی جنرال فیوژن حتی بیشتر از بقیه متفاوت است، اما توسعه دهندگان به آن اطمینان دارند و بیش از 100 میلیون دلار در 10 سال برای ساخت راکتور تا سال 2020 جمع آوری کرده اند.

استارت‌آپ First light مستقر در بریتانیا در دسترس‌ترین وب‌سایت را دارد که در سال 2014 تأسیس شد و اعلام کرد که قصد دارد از آخرین داده‌های علمی برای تولید همجوشی هسته‌ای با هزینه کمتر استفاده کند.

دانشمندان MIT مقاله ای نوشتند که یک راکتور همجوشی فشرده را توصیف می کرد. آنها به فناوری‌های جدیدی که پس از شروع ساخت توکامک‌های غول‌پیکر ظاهر شدند، تکیه می‌کنند و قول می‌دهند این پروژه را در 10 سال تکمیل کنند. هنوز مشخص نیست که آیا برای شروع ساخت و ساز به آنها چراغ سبز نشان داده می شود یا خیر. حتی در صورت تایید، مقاله در یک مجله حتی زودتر از یک استارتاپ است

همجوشی هسته ای شاید کمترین صنعت مناسب برای تامین مالی جمعی باشد. اما با کمک او و همچنین با کمک مالی ناسا است که شرکت لاورنسویل پلاسما فیزیک قصد دارد نمونه اولیه راکتور خود را بسازد. از بین تمام پروژه های در حال انجام، این یکی بیشتر شبیه یک کلاهبرداری به نظر می رسد، اما چه کسی می داند، شاید آنها چیز مفیدی را برای این کار بزرگ به ارمغان بیاورند.

ITER تنها یک نمونه اولیه برای ساخت یک تاسیسات DEMO تمام عیار - اولین راکتور همجوشی تجاری خواهد بود. راه اندازی آن اکنون برای سال 2044 برنامه ریزی شده است و این هنوز یک پیش بینی خوش بینانه است.

اما برنامه هایی برای مرحله بعدی وجود دارد. یک راکتور ترموهسته ای هیبریدی هم از فروپاشی اتمی (مانند یک نیروگاه هسته ای معمولی) و هم از همجوشی انرژی دریافت می کند. در این پیکربندی، انرژی می تواند 10 برابر بیشتر باشد، اما ایمنی کمتر است. چین امیدوار است تا سال 2030 یک نمونه اولیه بسازد، اما کارشناسان می گویند که این کار مانند تلاش برای ساخت خودروهای هیبریدی قبل از اختراع موتور احتراق داخلی است.

خط پایین

هیچ کمبودی برای افرادی وجود ندارد که بخواهند منبع جدیدی از انرژی را به جهان بیاورند. بهترین شانسپروژه ITER با توجه به مقیاس و بودجه آن دارای آن است، اما روش های دیگر و همچنین پروژه های خصوصی نباید تخفیف داده شوند. دانشمندان برای چندین دهه تلاش کرده اند تا واکنش همجوشی را بدون موفقیت انجام دهند. اما اکنون پروژه های بیشتری برای دستیابی به واکنش حرارتی هسته ای نسبت به قبل وجود دارد. حتی اگر هر یک از آنها شکست بخورد، تلاش های جدیدی انجام خواهد شد. بعید است که تا زمانی که یک نسخه مینیاتوری از خورشید را در اینجا روی زمین روشن نکنیم، استراحت کنیم.

برچسب ها: اضافه کردن برچسب

امروزه بسیاری از کشورها در تحقیقات هسته ای شرکت می کنند. رهبران اتحادیه اروپا، ایالات متحده، روسیه و ژاپن هستند، در حالی که برنامه ها در چین، برزیل، کانادا و کره به سرعت در حال گسترش هستند. در ابتدا، راکتورهای گرما هسته ای در ایالات متحده آمریکا و اتحاد جماهیر شوروی با توسعه همراه بودند سلاح های هسته ایو تا کنفرانس اتم برای صلح که در سال 1958 در ژنو برگزار شد، طبقه بندی شده باقی ماند. پس از ایجاد توکاماک شوروی، تحقیقات گداخت هسته ای در دهه 1970 به "علم بزرگ" تبدیل شد. اما هزینه و پیچیدگی دستگاه ها به حدی افزایش یافت که همکاری بین المللی تنها راه پیش رو شد.

راکتورهای حرارتی در جهان

از دهه 1970، استفاده تجاری از انرژی همجوشی به طور مداوم 40 سال به تعویق افتاده است. با این حال، در سال های اخیر اتفاقات زیادی افتاده است که می تواند منجر به کوتاه شدن این دوره شود.

چندین توکاماک از جمله جت اروپایی، MAST بریتانیا و راکتور همجوشی آزمایشی TFTR در پرینستون، ایالات متحده ساخته شده است. پروژه بین المللی ITER در حال حاضر در Cadarache، فرانسه در حال ساخت است. وقتی در سال 2020 شروع به کار کند، بزرگترین توکامک خواهد بود. در سال 2030، چین CFETR را خواهد ساخت که از ITER پیشی خواهد گرفت. در همین حال، چین در حال انجام تحقیقات بر روی ابررسانای آزمایشی tokamak EAST است.

نوع دیگری از راکتورهای همجوشی، ستاره‌داران، نیز در میان محققان محبوبیت دارد. یکی از بزرگترین آنها، LHD، کار خود را در مؤسسه ملی ژاپن در سال 1998 آغاز کرد. برای یافتن بهترین پیکربندی مغناطیسی برای محصور شدن پلاسما استفاده می شود. موسسه ماکس پلانک آلمان بین سال‌های 1988 تا 2002 در راکتور Wendelstein 7-AS در گارچینگ و در حال حاضر در رآکتور Wendelstein 7-X که ساخت آن بیش از 19 سال طول کشید، تحقیقاتی انجام داد. یکی دیگر از ستارگان TJII در مادرید، اسپانیا در حال فعالیت است. در ایالات متحده، آزمایشگاه پرینستون (PPPL) که اولین راکتور همجوشی از این نوع را در سال 1951 ساخت، ساخت NCSX را در سال 2008 به دلیل گرانی هزینه و کمبود بودجه متوقف کرد.

علاوه بر این، پیشرفت های قابل توجهی در تحقیقات همجوشی اینرسی حاصل شده است. ساخت تاسیسات احتراق ملی 7 میلیارد دلاری (NIF) در آزمایشگاه ملی لیورمور (LLNL) که توسط اداره امنیت هسته ای ملی تامین می شود، در مارس 2009 تکمیل شد. لیزر مگاژول فرانسوی (LMJ) در اکتبر 2014 شروع به کار کرد. راکتورهای همجوشی از لیزرهایی استفاده می کنند که حدود 2 میلیون ژول انرژی نور را در عرض چند میلیاردم ثانیه به هدفی به اندازه چند میلی متر می رساند تا واکنش همجوشی هسته ای را ایجاد کند. ماموریت اصلی NIF و LMJ تحقیق در حمایت از برنامه های هسته ای نظامی ملی است.

ITER

در سال 1985 اتحاد جماهیر شورویپیشنهاد ساخت نسل بعدی توکامک به طور مشترک با اروپا، ژاپن و ایالات متحده آمریکا. این کار زیر نظر آژانس بین المللی انرژی اتمی انجام شد. بین سال‌های 1988 و 1990، اولین طرح‌ها برای راکتور آزمایشی گرما هسته‌ای بین‌المللی ITER که در زبان لاتین به معنای «مسیر» یا «سفر» نیز می‌باشد، ایجاد شد تا ثابت کند که همجوشی می‌تواند انرژی بیشتری نسبت به جذب انرژی تولید کند. کانادا و قزاقستان نیز به ترتیب با میانجیگری اوراتوم و روسیه شرکت کردند.

شش سال بعد، هیئت ITER اولین طراحی راکتور جامع را بر اساس فیزیک و فناوری تثبیت شده با هزینه 6 میلیارد دلار تصویب کرد. سپس ایالات متحده از کنسرسیوم خارج شد که آنها را مجبور کرد هزینه ها را به نصف کاهش دهند و پروژه را تغییر دهند. نتیجه ITER-FEAT است که 3 میلیارد دلار هزینه دارد اما به پاسخ خودپایه و تعادل مثبت قدرت دست می یابد.

در سال 2003، ایالات متحده دوباره به کنسرسیوم پیوست و چین تمایل خود را برای مشارکت اعلام کرد. در نتیجه، در اواسط سال 2005، شرکا با ساخت ITER در Cadarache در جنوب فرانسه موافقت کردند. اتحادیه اروپا و فرانسه نیمی از 12.8 میلیارد یورو و ژاپن، چین، کره جنوبی، ایالات متحده آمریکا و روسیه - هر کدام 10٪. ژاپن قطعات با تکنولوژی بالا را ارائه کرد، یک تاسیسات IFMIF یک میلیارد یورویی را که برای آزمایش مواد طراحی شده بود، حفظ کرد و حق ساخت رآکتور آزمایشی بعدی را داشت. کل هزینه ITER شامل نیمی از هزینه های 10 سال ساخت و نیمی برای 20 سال بهره برداری است. هند در پایان سال 2005 هفتمین عضو ITER شد.

آزمایش‌ها قرار است در سال 2018 با استفاده از هیدروژن برای جلوگیری از فعال شدن آهن‌رباها آغاز شود. با استفاده از D-Tپلاسما قبل از سال 2026 انتظار نمی رود.

هدف ITER تولید 500 مگاوات (حداقل برای 400 ثانیه) با استفاده از کمتر از 50 مگاوات توان ورودی بدون تولید برق است.

نیروگاه نمایشی دو گیگاواتی دمو در مقیاس بزرگ به صورت مداوم تولید خواهد کرد. طراحی مفهومی دمو تا سال 2017 تکمیل خواهد شد و ساخت آن در سال 2024 آغاز خواهد شد. پرتاب در سال 2033 انجام خواهد شد.

جت

در سال 1978 اتحادیه اروپا (اوراتوم، سوئد و سوئیس) پروژه مشترک اروپایی JET را در بریتانیا آغاز کرد. JET امروزه بزرگترین توکامک فعال در جهان است. یک راکتور مشابه JT-60 در موسسه ملی فیوژن ژاپن کار می کند، اما فقط JET می تواند از سوخت دوتریوم-تریتیوم استفاده کند.

این راکتور در سال 1983 راه اندازی شد و اولین آزمایشی بود که منجر به همجوشی گرما هسته ای کنترل شده با توان 16 مگاوات برای یک ثانیه و 5 مگاوات توان پایدار در پلاسمای دوتریوم-تریتیوم در نوامبر 1991 شد. آزمایش های زیادی برای مطالعه طرح های گرمایشی مختلف و سایر تکنیک ها انجام شده است.

بهبودهای بیشتر در JET شامل افزایش قدرت آن است. راکتور فشرده MAST همراه با JET در حال توسعه است و بخشی از پروژه ITER است.

K-STAR

K-STAR یک توکاماک ابررسانای کره ای از موسسه تحقیقات ملی فیوژن (NFRI) در Daejeon است که اولین پلاسمای خود را در اواسط سال 2008 تولید کرد. ITER که حاصل همکاری های بین المللی است. توکامک با شعاع 1.8 متری اولین رآکتوری است که از آهنرباهای ابررسانا Nb3Sn استفاده می کند، همان آهنرباهایی که برای ITER برنامه ریزی شده اند. در طول فاز اول، که تا سال 2012 تکمیل شد، K-STAR باید قابلیت دوام فناوری های زیربنایی را اثبات می کرد و پالس های پلاسما تا 20 ثانیه طول می کشید. در مرحله دوم (2013-2017)، برای مطالعه پالس های بلند تا 300 ثانیه در حالت H و انتقال به حالت AT با عملکرد بالا در حال مدرنیزه شدن است. هدف فاز سوم (2018-2023) دستیابی به بهره وری و کارایی بالا در حالت پالس بلند است. در مرحله 4 (2023-2025) فناوری های DEMO آزمایش خواهند شد. دستگاه قادر به مدیریت تریتیوم و سوخت D-Tاستفاده نمی کند.

K-DEMO

K-DEMO که با همکاری آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرینستون (PPPL) وزارت انرژی ایالات متحده و NFRI کره جنوبی توسعه یافته است، گام بعدی در توسعه راکتور تجاری فراتر از ITER است و اولین نیروگاهی خواهد بود که قادر به تولید برق در شبکه برق، یعنی 1 میلیون کیلووات ظرف چند هفته. قطر آن 6.65 متر خواهد بود و دارای یک ماژول منطقه بازتولید است که به عنوان بخشی از پروژه DEMO ایجاد شده است. وزارت آموزش، علم و فناوری کره قصد دارد حدود یک تریلیون وون کره (941 میلیون دلار) در آن سرمایه گذاری کند.

شرق

توکاماک ابررسانای پیشرفته آزمایشی چین (EAST) در موسسه فیزیک چین در هفی، پلاسمای هیدروژن را در دمای 50 میلیون درجه سانتیگراد ایجاد کرد و آن را به مدت 102 ثانیه حفظ کرد.

TFTR

در آزمایشگاه آمریکایی PPPL، راکتور همجوشی تجربی TFTR از سال 1982 تا 1997 کار می کرد. در دسامبر 1993، TFTR اولین توکاماک مغناطیسی بود که آزمایش‌های گسترده پلاسمایی دوتریوم-تریتیوم را انجام داد. در سال آیندهراکتور در آن زمان 10.7 مگاوات توان قابل کنترل تولید کرد و در سال 1995 رکورد دمای 510 میلیون درجه سانتیگراد به دست آمد. با این حال، این تاسیسات به هدف سربه سر انرژی همجوشی دست نیافت، اما با موفقیت به اهداف طراحی سخت افزاری دست یافت و سهم قابل توجهی در توسعه ITER داشت.

LHD

LHD در موسسه ملی فیوژن ژاپن در توکی، استان گیفو، بزرگترین ستاره ستاره در جهان بود. راکتور همجوشی در سال 1998 راه اندازی شد و خواص محصور شدن پلاسما را با سایر تاسیسات بزرگ نشان داد. دمای یون 13.5 کو (حدود 160 میلیون درجه سانتیگراد) و انرژی 1.44 MJ بدست آمد.

وندلشتاین 7-X

پس از یک سال آزمایش که در اواخر سال 2015 آغاز شد، دمای هلیوم برای مدت کوتاهی به 1 میلیون درجه سانتی گراد رسید. در سال 2016، یک راکتور همجوشی پلاسمای هیدروژنی با استفاده از 2 مگاوات توان به دمای 80 میلیون درجه سانتی گراد در یک چهارم ثانیه رسید. W7-X بزرگترین ستاره ستاره در جهان است و برنامه ریزی شده است که به مدت 30 دقیقه به طور مداوم کار کند. هزینه راکتور 1 میلیارد یورو بود.

NIF

تاسیسات احتراق ملی (NIF) در آزمایشگاه ملی لیورمور (LLNL) در مارس 2009 تکمیل شد. NIF با استفاده از 192 پرتو لیزر خود قادر است 60 برابر بیشتر از هر سیستم لیزری قبلی انرژی متمرکز کند.

همجوشی سرد

در مارس 1989، دو محقق، استنلی پونز آمریکایی و مارتین فلیشمن بریتانیایی، اعلام کردند که یک راکتور همجوشی سرد رومیزی ساده راه اندازی کرده اند که در دمای اتاق کار می کند. این فرآیند شامل الکترولیز آب سنگین با استفاده از الکترودهای پالادیوم بود که هسته‌های دوتریوم روی آن‌ها با چگالی بالا متمرکز شدند. محققان می گویند که گرمایی تولید می کند که تنها بر اساس فرآیندهای هسته ای قابل توضیح است و محصولات جانبی همجوشی از جمله هلیوم، تریتیوم و نوترون وجود دارد. با این حال، آزمایش‌کنندگان دیگر نتوانستند این آزمایش را تکرار کنند. اکثر جامعه علمی باور ندارند که راکتورهای همجوشی سرد واقعی هستند.

واکنش های هسته ای کم انرژی

تحقیقات با ادعای "همجوشی سرد" آغاز شده است، تحقیقات در زمینه کم انرژی با برخی از پشتیبانی تجربی ادامه یافته است، اما هیچ توضیح علمی به طور کلی پذیرفته نشده است. ظاهراً از فعل و انفعالات هسته ای ضعیف برای ایجاد و گرفتن نوترون ها (و نه یک نیروی قدرتمند، مانند همجوشی آنها) استفاده می شود. آزمایش‌ها شامل عبور هیدروژن یا دوتریوم از لایه کاتالیزوری و واکنش با فلز است. محققان از انتشار انرژی مشاهده شده خبر می دهند. مثال عملی اصلی برهمکنش هیدروژن با پودر نیکل است که گرما را به مقداری بیشتر از هر واکنش شیمیایی آزاد می کند.

اخیراً، مؤسسه فیزیک و فناوری مسکو میزبان یک ارائه روسی از پروژه ITER بود که در آن برنامه ریزی شده است تا یک راکتور حرارتی هسته ای که بر اساس اصل توکاماک کار می کند ایجاد شود. گروهی از دانشمندان روسیه در مورد پروژه بین المللی و مشارکت فیزیکدانان روسی در ساخت این شی صحبت کردند. Lenta.ru در ارائه ITER شرکت کرد و با یکی از شرکت کنندگان پروژه صحبت کرد.

ITER (ITER، راکتور آزمایشی بین‌المللی هسته‌ای) یک پروژه راکتور گرما هسته‌ای است که امکان نمایش و تحقیق در مورد فناوری‌های هسته‌ای حرارتی را برای استفاده بیشتر برای اهداف صلح‌آمیز و تجاری فراهم می‌کند. سازندگان این پروژه بر این باورند که همجوشی حرارتی کنترل شده می تواند به انرژی آینده تبدیل شود و به عنوان جایگزینی برای گاز، نفت و زغال سنگ مدرن عمل کند. محققان به ایمنی، سازگاری با محیط زیست و دسترسی به فناوری ITER در مقایسه با انرژی معمولی اشاره می کنند. پیچیدگی پروژه با برخورد دهنده بزرگ هادرون قابل مقایسه است. نصب راکتور شامل بیش از ده میلیون عنصر ساختاری است.

درباره ITER

آهنرباهای حلقوی توکامک به 80 هزار کیلومتر رشته های ابررسانا نیاز دارند. وزن کل آنها به 400 تن می رسد. وزن خود راکتور حدود 23 هزار تن خواهد بود. برای مقایسه، وزن برج ایفل در پاریس تنها 7.3 هزار تن است. حجم پلاسما در توکامک به 840 متر مکعب خواهد رسید، در حالی که، به عنوان مثال، در بزرگترین راکتور از این نوع که در بریتانیا کار می کند - JET - حجم آن صد متر مکعب است.

ارتفاع توکامک 73 متر خواهد بود که 60 متر از سطح زمین و 13 متر زیر آن خواهد بود. برای مقایسه، ارتفاع برج اسپاسکایا کرملین مسکو 71 متر است. سکوی اصلی راکتور مساحتی معادل 42 هکتار را اشغال خواهد کرد که با مساحت 60 زمین فوتبال قابل مقایسه است. دمای پلاسمای توکامک به 150 میلیون درجه سانتیگراد خواهد رسید که ده برابر دمای مرکز خورشید است.

در ساخت ITER در نیمه دوم سال 2010، برنامه ریزی شده است که تا پنج هزار نفر به طور همزمان درگیر شوند - این شامل کارگران و مهندسان و همچنین پرسنل اداری می شود. بسیاری از اجزای ITER از بندر نزدیک دریای مدیترانه در امتداد جاده ای به طول تقریبی 104 کیلومتر منتقل می شود. به ویژه، سنگین ترین قطعه نصب در طول آن حمل می شود که جرم آن بیش از 900 تن و طول آن حدود ده متر خواهد بود. بیش از 2.5 میلیون متر مکعب خاک از محل ساخت تاسیسات ITER حذف خواهد شد.

کل هزینه طراحی و ساخت 13 میلیارد یورو برآورد شده است. این بودجه توسط هفت شرکت کننده اصلی پروژه به نمایندگی از منافع 35 کشور تخصیص می یابد. برای مقایسه، مجموع هزینه های ساخت و نگهداری برخورد دهنده بزرگ هادرون تقریباً نصف است و هزینه ساخت و نگهداری ایستگاه فضایی بین المللی تقریباً یک و نیم برابر بیشتر است.

توکامک

امروزه در دنیا دو پروژه امیدوارکننده از راکتورهای هسته‌ای وجود دارد: توکامک. کهشکلی کااندازه گیری با مادرپوسیده بهآتوشکی) و ستاره ساز. در هر دو نصب، پلاسما موجود است میدان مغناطیسیبا این حال، در توکامک به شکل یک طناب حلقوی شکل می‌گیرد که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، در حالی که در ستاره‌ساز، میدان مغناطیسی توسط سیم‌پیچ‌های خارجی القا می‌شود. در راکتورهای حرارتی، واکنش های سنتز عناصر سنگین از عناصر سبک (هلیوم از ایزوتوپ های هیدروژن - دوتریوم و تریتیوم) رخ می دهد، بر خلاف راکتورهای معمولی، که در آن فرآیندهای فروپاشی هسته های سنگین به هسته های سبک تر آغاز می شود.

عکس: مرکز تحقیقات ملی "موسسه کورچاتوف" / nrcki.ru

جریان الکتریکی در توکامک نیز برای گرم کردن اولیه پلاسما تا دمای حدود 30 میلیون درجه سانتیگراد استفاده می شود. گرمایش بیشتر توسط دستگاه های ویژه انجام می شود.

طراحی نظری یک توکامک در سال 1951 توسط فیزیکدانان شوروی آندری ساخاروف و ایگور تام پیشنهاد شد و اولین نصب در سال 1954 در اتحاد جماهیر شوروی ساخته شد. با این حال، دانشمندان نتوانستند پلاسما را برای مدت طولانی در حالت ثابت نگه دارند، و در اواسط دهه 1960، جهان متقاعد شد که همجوشی حرارتی هسته ای کنترل شده بر اساس یک توکامک غیرممکن است.

اما تنها سه سال بعد، در نصب T-3 در موسسه انرژی اتمی کورچاتوف، تحت رهبری لو آرتسیموویچ، امکان گرم کردن پلاسما تا دمای بیش از پنج میلیون درجه سانتیگراد و نگهداری آن برای مدت کوتاهی فراهم شد. زمان؛ دانشمندان بریتانیایی که در این آزمایش حضور داشتند دمای حدود ده میلیون درجه را روی تجهیزات خود ثبت کردند. پس از این، رونق واقعی توکامک در جهان آغاز شد، به طوری که حدود 300 تاسیسات در جهان ساخته شد که بزرگترین آنها در اروپا، ژاپن، ایالات متحده آمریکا و روسیه قرار دارند.

تصویر: Rfassbind/ wikipedia.org

مدیریت ITER

مبنای اطمینان از اینکه ITER در 5-10 سال آینده عملیاتی خواهد شد چیست؟ روی چه تحولات عملی و نظری؟

از طرف روسیه، ما برنامه کاری اعلام شده را انجام می دهیم و قرار نیست آن را نقض کنیم. متأسفانه، ما شاهد تأخیرهایی در کارهایی هستیم که توسط دیگران، عمدتاً در اروپا، انجام می شود. در آمریکا یک تاخیر جزئی وجود دارد و این تمایل وجود دارد که پروژه تا حدودی به تاخیر بیفتد. بازداشت شد اما متوقف نشد. این اطمینان وجود دارد که کار خواهد کرد. مفهوم خود پروژه کاملاً تئوری و از نظر عملی محاسبه شده و قابل اعتماد است، بنابراین فکر می کنم کارساز باشد. آیا به طور کامل نتایج اعلام شده را ارائه می دهد یا خیر... منتظر می مانیم و خواهیم دید.

آیا این پروژه بیشتر یک پروژه تحقیقاتی است؟

قطعا. نتیجه بیان شده، نتیجه به دست آمده نیست. اگر به طور کامل دریافت شود، بسیار خوشحال خواهم شد.

چه فناوری های جدیدی در پروژه ITER ظاهر شده، ظاهر می شود یا ظاهر خواهد شد؟

پروژه ITER فقط یک پروژه فوق پیچیده نیست، بلکه یک پروژه فوق استرس زا نیز هست. استرس از نظر بار انرژی، شرایط عملیاتی برخی از عناصر، از جمله سیستم های ما. بنابراین، فناوری های جدید به سادگی باید در این پروژه متولد شوند.

آیا نمونه ای وجود دارد؟

فضا. به عنوان مثال، آشکارسازهای الماس ما. ما در مورد امکان استفاده از آشکارسازهای الماس خود در کامیون‌های فضایی، که وسایل نقلیه هسته‌ای هستند که اجسام خاصی مانند ماهواره‌ها یا ایستگاه‌ها را از مداری به مدار دیگر منتقل می‌کنند، بحث کردیم. چنین پروژه ای برای یک کامیون فضایی وجود دارد. از آنجایی که این دستگاه دارای یک راکتور هسته‌ای است، شرایط سخت عملیاتی نیاز به تجزیه و تحلیل و کنترل دارد، بنابراین آشکارسازهای ما به راحتی می‌توانند این کار را انجام دهند. در حال حاضر، موضوع ایجاد چنین تشخیصی هنوز تامین نشده است. در صورت ایجاد می توان آن را اعمال کرد و در مرحله توسعه نیازی به سرمایه گذاری در آن نخواهد بود، بلکه فقط در مرحله توسعه و اجراست.

سهم تحولات مدرن روسیه در دهه های 2000 و 1990 در مقایسه با تحولات شوروی و غرب چقدر است؟

سهم علمی روسیه در ITER در مقایسه با جهانی بسیار زیاد است. من دقیقا نمی دانم، اما بسیار قابل توجه است. این به وضوح کمتر از درصد مشارکت مالی روسیه در پروژه نیست، زیرا بسیاری از تیم های دیگر این کار را انجام داده اند تعداد زیادیروس هایی که برای کار در موسسات دیگر به خارج از کشور رفتند. در ژاپن و آمریکا، همه جا، ما خیلی خوب با آنها ارتباط برقرار می کنیم و کار می کنیم، برخی از آنها نماینده اروپا هستند، برخی نماینده آمریکا. علاوه بر این، مدارس علمی نیز در آنجا وجود دارد. بنابراین، در مورد اینکه آیا ما در حال توسعه بیشتر یا بیشتر کارهای قبلی هستیم... یکی از بزرگان گفت که "ما بر شانه های تایتان ها ایستاده ایم"، بنابراین پایگاهی که در زمان شوروی ایجاد شد انکارناپذیر است و بدون آن ما چیزی است که ما نتوانستیم اما حتی در لحظه ای که ثابت نمی ایستیم، در حال حرکت هستیم.

گروه شما دقیقاً در ITER چه می کند؟

من یک بخش در بخش دارم. بخش ما به طور خاص در حال توسعه یک اتاقک نوترونی عمودی، تشخیص نوترون ITER است و طیف گسترده ای از مشکلات را از طراحی تا ساخت، و همچنین انجام کارهای تحقیقاتی مرتبط با توسعه، به ویژه الماس را حل می کند. آشکارسازها آشکارساز الماس یک دستگاه منحصر به فرد است که در اصل در آزمایشگاه ما ساخته شده است. قبلاً در بسیاری از تاسیسات گرما هسته‌ای استفاده می‌شد، اکنون به طور گسترده توسط بسیاری از آزمایشگاه‌ها از آمریکا تا ژاپن استفاده می‌شود. آنها، فرض کنید، ما را دنبال کردند، اما ما همچنان در اوج باقی می‌مانیم. اکنون در حال ساخت ردیاب الماس هستیم و قرار است به سطح تولید صنعتی (تولید در مقیاس کوچک) برسیم.

این آشکارسازها در چه صنایعی قابل استفاده هستند؟

در این مورد، اینها تحقیقات گرما هسته ای در آینده هستند، ما فرض می کنیم که آنها در انرژی هسته ای مورد تقاضا خواهند بود.

آشکارسازها دقیقا چه کار می کنند، چه چیزی را اندازه گیری می کنند؟

نوترون ها هیچ محصولی با ارزش تر از نوترون وجود ندارد. من و تو نیز از نوترون تشکیل شده ایم.

چه ویژگی های نوترون ها را اندازه گیری می کنند؟

طیفی. در مرحله اول، وظیفه فوری که در ITER حل می شود، اندازه گیری طیف انرژی نوترون است. علاوه بر این، آنها بر تعداد و انرژی نوترون ها نظارت می کنند. دومین وظیفه اضافی مربوط به انرژی هسته ای است: ما پیشرفت های موازی داریم که می تواند نوترون های حرارتی را که اساس راکتورهای هسته ای هستند نیز اندازه گیری کند. این برای ما یک وظیفه ثانویه است، اما در حال توسعه است، یعنی ما می‌توانیم اینجا کار کنیم و در عین حال پیشرفت‌هایی ایجاد کنیم که می‌تواند با موفقیت در انرژی هسته‌ای اعمال شود.

از چه روش هایی در تحقیق خود استفاده می کنید: نظری، عملی، مدل سازی کامپیوتری؟

همه: از ریاضیات پیچیده (روش های فیزیک ریاضی) و مدل سازی ریاضی تا آزمایش ها. همه انواع مختلف محاسباتی که ما انجام می‌دهیم توسط آزمایش‌ها تأیید و تأیید می‌شوند، زیرا ما مستقیماً یک آزمایشگاه آزمایشی با چندین ژنراتور نوترون داریم که روی آن سیستم‌هایی را که خودمان توسعه می‌دهیم آزمایش می‌کنیم.

آیا یک راکتور فعال در آزمایشگاه خود دارید؟

نه یک راکتور، بلکه یک مولد نوترون. یک مولد نوترون در واقع یک مدل کوچک از واکنش های گرما هسته ای مورد بحث است. همه چیز در آنجا یکسان است، فقط روند در آنجا کمی متفاوت است. این بر اساس اصل یک شتاب دهنده کار می کند - پرتوی از یون های خاص است که به یک هدف برخورد می کند. یعنی در مورد پلاسما یک جسم داغ داریم که هر اتم آن انرژی بالایی دارد و در مورد ما یک یون با شتاب خاص به هدف اشباع شده از یون های مشابه برخورد می کند. بر این اساس، یک واکنش رخ می دهد. بیایید بگوییم این یکی از راه هایی است که می توانید همین کار را انجام دهید واکنش گرما هسته ای; تنها چیزی که ثابت شده این است که این روش کارایی بالایی ندارد، یعنی شما انرژی مثبتی دریافت نمی کنید، اما خود واکنش را دریافت می کنید - ما مستقیماً این واکنش و ذرات و هر چیزی را که به آن وارد می شود مشاهده می کنیم. .

پروژه راکتور حرارتی آزمایشی بین المللی ITER در سال 2007 آغاز شد. در Cadarache، در جنوب فرانسه واقع شده است. وظیفه اصلی ITER، به گفته کسانی که این پروژه را طراحی و اجرا کرده اند، نشان دادن امکان استفاده تجاری از همجوشی گرما هسته ای است.

ITER یک ابتکار علمی بین المللی است که بیش از 30 کشور در اجرای آن مشارکت دارند.

ما در قلب یک راکتور همجوشی آینده قرار داریم. کلودیو روکو، روزنامه‌نگار یورونیوز، وزن آن به اندازه سه برج ایفل است و مساحت آن 60 زمین فوتبال است.

یک راکتور همجوشی یا تاسیسات حلقوی برای محصور کردن پلاسمای مغناطیسی، که در غیر این صورت توکوماک نامیده می شود، به منظور دستیابی به شرایط لازم برای همجوشی گرما هسته ای کنترل شده ایجاد می شود. پلاسما در یک توکامک نه توسط دیواره های محفظه، بلکه توسط یک میدان مغناطیسی ترکیبی خاص - یک میدان خارجی حلقوی و پولوئیدی جریانی که از طناب پلاسما عبور می کند، نگه داشته می شود. در مقایسه با سایر تاسیسات که از میدان مغناطیسی برای محدود کردن پلاسما استفاده می کنند، استفاده از جریان الکتریکیویژگی اصلی توکامک است

هنگام انجام همجوشی گرما هسته ای کنترل شده، از دوتریوم و تریتیوم در توکامک استفاده می شود.
جزئیات در مصاحبه با مدیر کل ITER برنارد بیگوت آمده است.

مزیت انرژی تولید شده از طریق همجوشی هسته ای کنترل شده چیست؟

"اول از همه، در استفاده از ایزوتوپ های هیدروژن، که به نوبه خود منبعی تقریباً پایان ناپذیر در نظر گرفته می شود: هیدروژن در همه جا از جمله در اقیانوس جهانی یافت می شود. بنابراین تا زمانی که آب روی زمین، دریا و شیرین وجود داشته باشد، سوخت توکامک در اختیار ما قرار خواهد گرفت - ما در مورد میلیون ها سال صحبت می کنیم. مزیت دوم این است که پسماندهای رادیواکتیو نیمه عمر نسبتاً کوتاهی دارند: چند صد سال در مقایسه با پسماندهای همجوشی هسته ای.

همجوشی گرما هسته ای کنترل می شود و به گفته برنارد بیگوت، در صورت وقوع حادثه، قطع آن نسبتا آسان است. وضعیت متفاوتی در مورد مشابه با همجوشی هسته ای ایجاد می شود.

با حرارت دادن یک ماده می توان به یک واکنش هسته ای دست یافت. این رابطه بین گرم کردن یک ماده و یک واکنش هسته ای است که با اصطلاح "واکنش گرما هسته ای" منعکس می شود.

طراحی قطعات توکامک با تلاش کشورهای شرکت کننده در ITER انجام می شود و قطعات و قطعات تکنولوژیکی توکامک در ژاپن، کره جنوبی، روسیه، چین، آمریکا و سایر کشورها تولید می شود. هنگام ساخت یک توکامک، احتمال در نظر گرفته می شود انواع مختلفتصادفات

برنارد بیگوت: «با این وجود، نشت عناصر رادیواکتیو ممکن است. برخی از محفظه ها به اندازه کافی مهر و موم نمی شوند. اما تعداد آنها حداقل خواهد بود و برای کسانی که در نزدیکی راکتور زندگی می کنند هیچ خطر بزرگی برای سلامتی یا زندگی وجود نخواهد داشت.

اما امکان وقوع حادثه و نشتی در پروژه پیش بینی شده است، به ویژه اتاق هایی که همجوشی گرما هسته ای در آن ها انجام می شود و اتاق های مجاور مجهز به شفت های تهویه مخصوصی خواهند بود که عناصر رادیواکتیو به منظور جلوگیری از آنها مکش می شوند. رها کردن به بیرون

من فکر نمی‌کنم که تخمین حدود 16 میلیارد یورو آنقدر غول‌پیکر به نظر برسد، به‌ویژه وقتی هزینه انرژی که در اینجا تولید می‌شود را در نظر بگیرید. علاوه بر این، تولید زمان زیادی طول می کشد، زمان بسیار طولانی، بنابراین تمام هزینه ها حتی در میان مدت قابل توجیه خواهد بود.»

NIIEFA روسیه اخیراً آزمایش موفقیت آمیز نمونه اولیه یک سیستم مقاومت خاموش کننده برای محافظت از سیم پیچ های ابررسانا را که به طور خاص برای ITER طراحی شده است، گزارش کرده است.

و راه اندازی کل مجموعه ITER در Cadarache، فرانسه، برای سال 2020 برنامه ریزی شده است.

بشریت به تدریج به مرز کاهش برگشت ناپذیر منابع هیدروکربنی زمین نزدیک می شود. ما تقریباً دو قرن است که در حال استخراج نفت، گاز و زغال سنگ از روده‌های سیاره بوده‌ایم و از قبل مشخص است که ذخایر آنها با سرعت فوق‌العاده‌ای در حال تخلیه شدن است. کشورهای پیشرو جهان مدتهاست که به فکر ایجاد یک منبع جدید انرژی، سازگار با محیط زیست، ایمن از نقطه نظر عملیات، با ذخایر عظیم سوخت بوده اند.

راکتور فیوژن

امروزه صحبت های زیادی در مورد استفاده از به اصطلاح انواع جایگزین انرژی - منابع تجدید پذیر در قالب فتوولتائیک، انرژی بادی و برق آبی وجود دارد. بدیهی است که با توجه به خواصی که دارند، این جهت ها تنها می توانند به عنوان منابع کمکی تامین انرژی عمل کنند.

به عنوان یک چشم انداز بلند مدت برای بشریت، تنها انرژی مبتنی بر واکنش های هسته ای را می توان در نظر گرفت.

از یک سو، کشورهای بیشتری به ساخت راکتورهای هسته ای در قلمرو خود علاقه نشان می دهند. اما هنوز یک مشکل مبرم برای انرژی هسته ای، پردازش و دفع زباله های رادیواکتیو است و این بر شاخص های اقتصادی و زیست محیطی تأثیر می گذارد. در اواسط قرن بیستم، فیزیکدانان برجسته جهان، در جستجوی انواع جدیدی از انرژی، به منبع حیات روی زمین - خورشید، روی آوردند، که در اعماق آن، در دمای حدود 20 میلیون درجه، واکنش نشان داد. سنتز (همجوشی) عناصر سبک با آزاد شدن انرژی عظیم صورت می گیرد.

متخصصان داخلی وظیفه توسعه تأسیساتی برای اجرای واکنش های همجوشی هسته ای در شرایط زمینی را از همه بهتر انجام دادند. دانش و تجربه در زمینه همجوشی حرارتی کنترل شده (CTF) که در روسیه به دست آمده است، اساس این پروژه را تشکیل می دهد که بدون اغراق، امید انرژی بشریت است - راکتور آزمایشی حرارتی بین المللی (ITER) که در حال ساخت است. ساخته شده در Cadarache (فرانسه).

تاریخچه همجوشی گرما هسته ای

اولین تحقیقات هسته ای در کشورهایی که روی برنامه های دفاع اتمی خود کار می کردند آغاز شد. این تعجب آور نیست، زیرا در سپیده دم عصر اتمی، هدف اصلی از ظهور راکتورهای پلاسمای دوتریوم، مطالعه فرآیندهای فیزیکی در پلاسمای داغ بود که آگاهی از آن، از جمله موارد دیگر، برای ایجاد سلاح های گرما هسته ای ضروری بود. . بر اساس داده های طبقه بندی نشده، اتحاد جماهیر شوروی و ایالات متحده آمریکا تقریباً به طور همزمان در دهه 1950 آغاز شد. روی UTS کار کنید اما در عین حال وجود دارد شواهد تاریخیدر سال 1932، انقلابی قدیمی و دوست نزدیک رهبر پرولتاریای جهانی نیکولای بوخارین، که در آن زمان ریاست کمیته شورای عالی اقتصاد را بر عهده داشت و توسعه را دنبال می کرد. علم شوروی، پیشنهاد راه اندازی پروژه ای در کشور برای مطالعه واکنش های حرارتی هسته ای کنترل شده را مطرح کرد.

تاریخچه پروژه گرما هسته ای شوروی خالی از واقعیت نیست. از آینده آکادمیک معروفو خالق بمب هیدروژنی، آندری دیمیتریویچ ساخاروف، از ایده عایق حرارتی مغناطیسی پلاسمای با دمای بالا از نامه یک سرباز الهام گرفت. ارتش شوروی. در سال 1950، گروهبان اولگ لاورنتیف، که در ساخالین خدمت می کرد، نامه ای به کمیته مرکزی حزب کمونیست اتحاد اتحادیه فرستاد که در آن پیشنهاد استفاده از بمب هیدروژنیلیتیوم-6 دوترید به جای دوتریوم و تریتیوم مایع شده و همچنین سیستمی با محصور شدن الکترواستاتیک پلاسمای داغ برای همجوشی گرما هسته ای کنترل شده ایجاد می کند. این نامه توسط دانشمند جوان آن زمان آندری ساخاروف مورد بررسی قرار گرفت و در بررسی خود نوشت که "لازم می داند که بحث مفصلی درباره پروژه رفیق لاورنتیف داشته باشد."

قبلاً در اکتبر 1950، آندری ساخاروف و همکارش ایگور تام اولین تخمین‌ها را از یک راکتور گرما هسته‌ای مغناطیسی (MTR) انجام دادند. اولین نصب حلقوی با میدان مغناطیسی طولی قوی، بر اساس ایده های I. Tamm و A. Sakharov، در سال 1955 در LIPAN ساخته شد. TMP نامیده شد - چنبره ای با میدان مغناطیسی. تأسیسات بعدی قبلاً به نام TOKAMAK نامیده می شدند، پس از ترکیب هجاهای اولیه در عبارت "TORIDAL CAMBER MAGNETIC COIL". توکامک در نسخه کلاسیک خود یک محفظه حلقوی دونات شکل است که در یک میدان مغناطیسی حلقوی قرار گرفته است. از 1955 تا 1966 در مؤسسه کورچاتوف، 8 چنین تاسیساتی ساخته شد که مطالعات مختلف زیادی روی آنها انجام شد. اگر قبل از سال 1969، توکاماک در خارج از اتحاد جماهیر شوروی فقط در استرالیا ساخته می شد، در سال های بعد آنها در 29 کشور از جمله ایالات متحده آمریکا، ژاپن، کشورهای اروپایی، هند، چین، کانادا، لیبی، مصر ساخته شدند. در مجموع تا به امروز حدود 300 توکاماک در جهان ساخته شده است که 31 دستگاه در اتحاد جماهیر شوروی و روسیه، 30 دستگاه در ایالات متحده آمریکا، 32 دستگاه در اروپا و 27 دستگاه در ژاپن است. در واقع، سه کشور - اتحاد جماهیر شوروی، بریتانیای کبیر و ایالات متحده - درگیر رقابتی ناگفته بودند تا ببینند چه کسی اولین کسی است که پلاسما را مهار می کند و در واقع شروع به تولید انرژی از آب می کند.

مهمترین مزیت یک راکتور گرما هسته ای کاهش خطر بیولوژیکی تشعشع به میزان تقریباً هزار برابر در مقایسه با همه راکتورهای انرژی هسته ای مدرن است.

یک راکتور گرما هسته ای CO2 منتشر نمی کند و زباله های رادیواکتیو "سنگین" تولید نمی کند. این راکتور را می توان در هر مکان و هر مکانی قرار داد.

قدمی نیم قرن

در سال 1985، آکادمیک اوگنی ولیخوف، به نمایندگی از اتحاد جماهیر شوروی، پیشنهاد کرد که دانشمندان از اروپا، ایالات متحده آمریکا و ژاپن برای ایجاد یک راکتور حرارتی هسته ای با یکدیگر همکاری کنند و قبلاً در سال 1986 در ژنو توافق نامه ای در مورد طراحی این تاسیسات حاصل شد که بعداً انجام شد. نام ITER را دریافت کرد. در سال 1992، شرکا توافقنامه ای چهارجانبه برای توسعه یک طراحی مهندسی برای راکتور امضا کردند. مرحله اول ساخت و ساز قرار است تا سال 2020 تکمیل شود، زمانی که قرار است اولین پلاسما دریافت شود. در سال 2011، ساخت و ساز واقعی در سایت ITER آغاز شد.

طراحی ITER از توکاماک کلاسیک روسی پیروی می کند که در دهه 1960 توسعه یافت. برنامه ریزی شده است که در مرحله اول راکتور در حالت پالسی با توان واکنش های حرارتی 400-500 مگاوات کار کند، در مرحله دوم عملکرد مداوم راکتور و همچنین سیستم تولید مثل تریتیوم آزمایش خواهد شد. .

بی جهت نیست که راکتور ITER آینده انرژی بشریت نامیده می شود. اولا، این بزرگترین در جهان است پروژه علمی، زیرا تقریباً تمام جهان در قلمرو فرانسه ساخته می شود: اتحادیه اروپا + سوئیس، چین، هند، ژاپن، کره جنوبی، روسیه و ایالات متحده آمریکا شرکت می کنند. قرارداد ساخت این تاسیسات در سال 2006 امضا شد. کشورهای اروپایی حدود 50 درصد از تأمین مالی پروژه را به عهده دارند، روسیه تقریباً 10 درصد از کل مبلغ را تشکیل می دهد که در قالب تجهیزات پیشرفته سرمایه گذاری خواهد شد. اما مهمترین سهم روسیه، خود فناوری توکاماک است که اساس راکتور ITER را تشکیل داد.

ثانیا، این اولین تلاش در مقیاس بزرگ برای استفاده از واکنش گرما هسته ای است که در خورشید برای تولید برق رخ می دهد. ثالثاً این کار علمیباید نتایج بسیار عملی به ارمغان آورد و تا پایان قرن جهان انتظار ظهور اولین نمونه اولیه یک نیروگاه حرارتی هسته ای تجاری را دارد.

دانشمندان تصور می کنند که اولین پلاسما در راکتور حرارتی آزمایشی بین المللی در دسامبر 2025 تولید خواهد شد.

چرا به معنای واقعی کلمه تمام جامعه علمی جهان شروع به ساخت چنین راکتوری کردند؟ واقعیت این است که بسیاری از فناوری‌هایی که قرار است در ساخت ITER مورد استفاده قرار گیرند، به یکباره به همه کشورها تعلق ندارند. یک کشور، حتی پیشرفته ترین آنها از نظر علمی و فنی، نمی تواند فوراً صد فناوری در بالاترین سطح جهانی در همه زمینه های فناوری مورد استفاده در چنین پروژه ای با فناوری پیشرفته و پیشرفتی مانند راکتور حرارتی هسته ای داشته باشد. اما ITER از صدها فناوری مشابه تشکیل شده است.

روسیه در بسیاری از فناوری های همجوشی گرما هسته ای از سطح جهانی پیشی گرفته است. اما به عنوان مثال، دانشمندان هسته‌ای ژاپنی نیز در این زمینه دارای شایستگی‌های منحصربه‌فردی هستند که در ITER کاملاً قابل اجرا هستند.

بنابراین، در همان ابتدای پروژه، کشورهای شریک در مورد اینکه چه کسی و چه چیزی به سایت عرضه می شود به توافق رسیدند و این نباید فقط همکاری در زمینه مهندسی باشد، بلکه فرصتی برای هر یک از شرکا برای دریافت فناوری های جدید باشد. از سایر شرکت کنندگان، به طوری که در آینده خودتان آنها را توسعه دهید.

آندری رتینگر، روزنامه نگار بین المللی