Kita tahu bahawa rasa ingin tahu manusia untuk mengawal segala-galanya telah membawa kepada penemuan kemajuan teknologi yang hebat. Salah satu masalah besar yang dihadapi manusia pada abad ini ialah krisis tenaga. Ini bermakna semua aspek yang diperlukan perlu dibangunkan untuk menjalankan pelakuran nuklear. The matahari tiruan china ia hampir mencapai gabungan nuklear dan menamatkan masalah krisis tenaga.
Dalam artikel ini kami akan memberitahu anda apa itu matahari buatan di China, apakah ciri-cirinya dan betapa pentingnya untuk paradigma tenaga global.
Apakah matahari buatan China
Mereka memanggilnya matahari buatan kerana ia menggunakan sumber tenaga yang sama seperti bintang terdekat kita. Ia adalah salah satu kemajuan paling menjanjikan dalam sains, dengan nama teknikal yang dipanggil gabungan: sumber tenaga yang hampir bersih yang telah dikejar oleh kuasa besar selama beberapa dekad. Sehinggakan lima puluh tahun yang lalu dikatakan hanya tinggal lima puluh...
Namun, nampaknya kami semakin rapat. Antara lain, kerana China baru sahaja memecahkan rekod untuk tindak balas pelakuran nuklear paling lama: 120 juta darjah Celsius selama 101 saat.
Mula-mula, kita akan teruskan dan terangkan apakah pelakuran nuklear sebenarnya. Loji kuasa nuklear konvensional berfungsi dengan melepaskan tenaga daripada pembelahan. Iaitu, "memecahkan" atom. Oleh itu, uranium yang diperkaya yang dibombardir dengan neutron digunakan untuk memulakan tindak balas rantai nuklear.
Kilang-kilang ini telah beroperasi selama lebih daripada setengah abad. khusus, Loji kuasa nuklear pertama yang disambungkan dengan grid telah siap di Kesatuan Soviet pada tahun 1954. Walau bagaimanapun, seperti yang ditunjukkan oleh siri bencana nuklear Chernobyl kepada kita, ia bukan tanpa risiko.
Di satu pihak, kita mempunyai tindak balas berantai yang tidak terkawal. Walaupun akibatnya adalah malapetaka, kejadian sedemikian adalah sangat tidak normal. Masalah sebenar pembelahan nuklear ialah sisa yang dihasilkannya, yang boleh kekal radioaktif berbahaya selama beratus-ratus tahun.
Sebaliknya, pelakuran nuklear atau matahari buatan menawarkan keupayaan untuk menjana kuasa dengan selamat dengan sedikit atau tiada pembaziran. Terima kasih kepada jejak karbonnya yang rendah, ia boleh menjadi alat yang berkuasa dalam memerangi perubahan iklim.
Bagaimana pelakuran nuklear dicapai
Bagaimana ia dicapai? Pada asasnya, ia menggabungkan dua nukleus ringan menjadi satu nukleus berat, menyebabkan mereka mengalami tekanan yang sangat besar dan suhu yang sangat tinggi. Tindak balas juga membebaskan tenaga kerana nukleus yang terhasil adalah kurang jisim daripada dua nukleus pertama sahaja.
Biasanya, bahan api yang digunakan untuk mencipta matahari tiruan adalah berdasarkan isotop deuterium dan tritium. Deuterium boleh diekstrak daripada air laut, manakala tritium boleh diekstrak daripada litium.. Kedua-dua unsur banyak dalam kelimpahan mutlak, hampir tidak terhingga berbanding uranium. Sebagai contoh, deuterium dalam satu liter air laut boleh menghasilkan tenaga bersamaan dengan tiga ratus liter minyak.
Untuk memahami tenaga yang dikeluarkan semasa pelakuran, cukup untuk mengambil kira bahawa beberapa gram bahan api boleh menjana terajoule: cukup untuk memenuhi keperluan tenaga seseorang di negara maju selama enam tahun.
Tindak balas gabungan juga menghasilkan sisa. Kebanyakannya adalah helium, gas lengai. Walau bagaimanapun, sejumlah kecil sisa radioaktif yang diperoleh daripada tritium juga dihasilkan.
Nasib baik, mereka mereput jauh sebelum rakan-rakan pembelahan mereka. Secara khusus, ia boleh digunakan semula atau dikitar semula dalam masa kurang daripada seratus tahun. Sebaliknya, fluks neutron yang berlaku semasa pelakuran menjejaskan bahan sekeliling, yang secara beransur-ansur menjadi radioaktif tanpa perlindungan. Oleh itu, perisai struktur reaktor akan menjadi satu lagi aspek penting.
Bagaimana matahari tiruan China berfungsi
Ok, kini kami mempunyai bahan api tritium dan deuterium kami, dan prinsip asas operasi. Tetapi bagaimana sebenarnya proses ini berfungsi? Di sini, kemudian, mulakan perangkap apabila beralih dari teori kepada amalan.
Seperti yang kita jangkakan, adalah perlu untuk menggunakan tekanan dan suhu yang sangat tinggi. Cukup untuk menukar bahan api menjadi plasma yang sangat panas. Atom mesti berlanggar antara satu sama lain pada suhu sekurang-kurangnya 100 juta darjah Celsius, dengan tekanan yang cukup untuk merapatkan mereka supaya tarikan nuklear mengatasi tolakan elektrik.
Mewujudkan keselarian kasar adalah seperti mengatasi tolakan dua magnet kekutuban yang sama sehingga anda boleh melekatkannya bersama. Untuk mencapai keadaan yang melampau ini, medan magnet dan pancaran laser berkuasa digunakan untuk memfokuskan bahan api. Setelah keadaan plasma hiperpanas dicapai, bahan api mesti terus ditambah semasa cuba mengawal pelepasan haba yang tinggi tanpa memusnahkan reaktor.
Sudah tentu, tidak ada bahan di dunia yang boleh menahan 100 juta darjah Celsius tanpa cair serta-merta. Di sinilah kurungan plasma dimainkan, dan ini dicapai melalui pelbagai jenis reaktor.
Kemajuan terkini dalam pelakuran nuklear
Seperti yang kita jangkakan pada asalnya, salah satu perkembangan terkini dalam gabungan nuklear menampilkan China. Pada Mei 2021, penyelidik di Institut Fizik Barat Daya (SWIP) di Chengdu, China mengumumkan bahawa reaktor HL-2M mereka telah memecahkan semua rekod untuk eksperimen gabungan nuklear.
Walaupun ia adalah proses yang kompleks, cabaran terbesar bukanlah gabungan itu sendiri, seperti yang telah dicapai dalam banyak reaktor dalam beberapa tahun kebelakangan ini. Cabaran sebenar adalah untuk mengekalkannya dari semasa ke semasa: beberapa orang mampu melakukan lebih daripada beberapa saat.
Di situlah saintis SWIP mendapat pingat mereka: mereka mencapai suhu 150 juta darjah Celsius selama 101 saat. Rekod sebelum ini dipegang oleh Korea Selatan dengan 20 saat.
Reaktor seperti tokamak ini diiklankan sebagai "matahari tiruan," tetapi ia sebenarnya sepuluh kali lebih panas daripada teras matahari. Semua mata kini tertumpu pada pertaruhan antarabangsa terbesar setakat ini: ITER. Projek yang hebat ini melibatkan 35 negara yang baru sahaja menyiapkan fasa pertama pembinaan. Jika semuanya berjalan lancar, reaktor akhir akan dapat menjana 500 megawatt elektrik sekitar 2035.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang solo buatan dari China dan ciri-cirinya.