中国の人工太陽

すべてをコントロールしたいという人間の好奇心が、大きな技術的進歩の発見につながったことを私たちは知っています。 今世紀に人類が直面している大きな問題の XNUMX つは、エネルギー危機です。 これは、核融合を実行するために必要なすべての側面を開発する必要があることを意味します。 の 中国人工太陽 核融合の達成とエネルギー危機の問題の終結に近づいています。

この記事では、中国の人工太陽とは何か、その特徴は何か、世界のエネルギー パラダイムにとってどれほど重要かを説明します。

中国の人工太陽とは

私たちの最も近い星と同じエネルギー源を使用するため、彼らはそれを人工太陽と呼んでいます。 これは、科学における最も有望な進歩の XNUMX つであり、核融合と呼ばれる技術名があります。 大国が何十年も追い求めてきた、ほぼクリーンなエネルギー源. XNUMX年前はXNUMX本しか残っていなかったと言われているほど…

しかし、私たちは近づいているようです。 とりわけ、中国が最長の核融合反応の記録を破ったためです。 摂氏120億101万度でXNUMX秒。

まず、核融合とは何かを説明します。 従来の原子力発電所は、核分裂からエネルギーを放出することによって機能します。 つまり、アトムを「壊す」。 したがって、中性子を照射した濃縮ウランは、核連鎖反応を開始するために使用されます。

これらの工場は半世紀以上稼働しています。 明確な、 グリッドに接続された最初の原子力発電所は、1954 年にソビエト連邦で完成しました。 しかし、一連のチェルノブイリ原発事故が示すように、リスクがないわけではありません。

一方では、制御されていない連鎖反応があります。 結果は壊滅的でしたが、そのような出来事は非常に異常です。 核分裂の本当の問題は、それが生成する廃棄物であり、何百年もの間、危険な放射能を保持し続ける可能性があります。

逆に核融合とか人工太陽とか 無駄がほとんどまたはまったくない安全な発電能力を提供する. 二酸化炭素排出量が少ないため、気候変動との闘いにおいて強力なツールとなる可能性があります。

核融合はどのように達成されるか

それはどのように達成されますか？ 本質的に、それはXNUMXつの軽い原子核をXNUMXつの重い原子核に結合し、巨大な圧力と非常に高い温度にさらします. 結果として生じる原子核は、最初の XNUMX つの原子核だけよりも質量が小さいため、反応はエネルギーも放出します。

通常、人工太陽を作成するために使用される燃料は、重水素とトリチウム同位体に基づいています。 重水素は海水から、トリチウムはリチウムから抽出できます。. どちらの元素も絶対量が豊富で、ウランに比べてほぼ無限大です。 たとえば、XNUMX リットルの海水に含まれる重水素は、XNUMX リットルの石油に相当するエネルギーを生成できます。

核融合中に放出されるエネルギーを理解するには、数グラムの燃料がテラジュールを生成できることを考慮するだけで十分です。 これは、先進国の人の XNUMX 年間のエネルギー需要を満たすのに十分な量です。

核融合反応も廃棄物を生成します。 その大部分は不活性ガスであるヘリウムです。 ただし、トリチウムに由来する少量の放射性廃棄物も生成されます。

幸いなことに、それらは核分裂相手よりもずっと前に崩壊します。 具体的には、XNUMX 年以内に再利用またはリサイクルできます。 一方、核融合の際に発生する中性子束は周囲の物質に影響を与え、周囲の物質は無防備に徐々に放射性を帯びていきます。 したがって、 原子炉構造の遮蔽は、もう XNUMX つの重要な側面です。

中国の人工太陽のしくみ

わかりました、これでトリチウム燃料と重水素燃料、および動作の基本原理ができました。 しかし、このプロセスはどのように機能するのでしょうか? ここで、理論から実践へと移行する際の落とし穴が始まります。

予想通り、非常に高い圧力と温度を適用する必要がありました。 燃料を非常に高温のプラズマに変えるのに十分です。 原子は少なくとも摂氏100億度の温度で互いに衝突しなければならず、 核引力が電気的反発力を克服するほど接近させるのに十分な圧力がかかる.

大まかな平行度を確立することは、同じ極性の XNUMX つの磁石の反発を克服して、それらを接着できるようにするようなものです。 これらの極端な条件を達成するために、磁場と強力なレーザービームを使用して燃料を集中させます。 超高温プラズマ状態に達すると、原子炉を破壊することなく高熱放出を制御しようとしながら、燃料を追加し続ける必要があります。

もちろん 瞬時に溶けずに摂氏100億度に耐えることができる材料は世界にありません。 ここでプラズマの閉じ込めが行われます。これは、さまざまなタイプのリアクターによって実現されます。

核融合の最新の進歩

当初の予想通り、核融合の最新の進展の 2021 つは中国を特徴としています。 2 年 XNUMX 月、中国の成都にある南西物理学研究所 (SWIP) の研究者は、HL-XNUMXM 原子炉が核融合実験のすべての記録を破ったと発表しました。

複雑なプロセスではありますが、近年多くの原子炉で達成されているように、最大​​の課題は核融合そのものではありません。 本当の課題は、それを長期間にわたって維持することです。 数秒以上できる人はほとんどいません。

そこで SWIP の科学者はメダルを獲得しました。150 億 101 万度の温度に 20 秒間到達しました。 これまでの記録は韓国がXNUMX秒で保持していた。

このトカマクのような原子炉は「人工太陽」として宣伝されていますが、実際には太陽の核よりも XNUMX 倍も熱くなっています。 現在、これまでで最大の国際的賭けである ITER にすべての目が向けられています。 この素晴らしいプロジェクトは、 建設の第 35 段階を完了したばかりの XNUMX カ国が参加しています。 すべてがうまくいけば、最終的な原子炉は 500 年頃に 2035 メガワットの電力を生成できるようになります。

この情報で、中国の人工ソロとその特徴を知っていただければ幸いです。