Bright SPARC. կարո՞ղ են MIT-ի գիտնականները իրականություն դարձնել միաձուլման էներգիան:

Մենք դրանք օգտագործում ենք ձեզ լավագույն փորձը տրամադրելու համար: Եթե շարունակեք օգտվել մեր կայքից, մենք կենթադրենք, որ դուք համաձայն եք ստանալ այս կայքի բոլոր թխուկները:

Իտալական Eni նավթային ընկերությունը 50 միլիոն դոլար է ներդնում Commonwealth Fusion Systems-ում, որը MIT-ի ճյուղավորում է և համագործակցում է ինստիտուտի հետ՝ SPARC կոչվող միաձուլման էներգիայի փորձի շրջանակներում զրոյական ածխածնային էներգիա արտադրելու համար գերհաղորդիչ մագնիսների մշակման ուղղությամբ: Ջուլիան Թըրները մանրամասներ է ստանում գործադիր տնօրեն Ռոբերտ Մամգաարդից:

Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի (MIT) սրբազան դահլիճների խորքում էներգետիկ հեղափոխություն է տեղի ունենում: Տասնամյակներ շարունակ առաջընթացից հետո գիտնականները կարծում են, որ ջերմաէլեկտրակայանների միաձուլման էներգիան վերջապես պատրաստ է իր տեղը գրավելու, և որ անսահմանափակ, այրումից զերծ, զրոյական ածխածնային էներգիայի սուրբ գավաթը կարող է հասանելի լինել:

Իտալական էներգետիկ հսկա Eni-ն կիսում է այս լավատեսությունը՝ 50 միլիոն եվրո (62 միլիոն դոլար) ներդնելով MIT-ի Պլազմային Միաձուլման և Գիտության Կենտրոնի (PSFC) և Commonwealth Fusion Systems (CFS) մասնավոր ընկերության հետ համատեղ նախագծում, որի նպատակն է արագացնել միաձուլման էներգիան ցանցում ընդամենը 15 տարվա ընթացքում։

Արեգակն ու աստղերը սնուցող գործընթացի՝ միաձուլման կառավարումը կասեցվել է դարավոր խնդրի պատճառով. չնայած այս պրակտիկան անջատում է հսկայական քանակությամբ էներգիա, այն կարող է իրականացվել միայն միլիոնավոր աստիճան Ցելսիուսի ծայրահեղ ջերմաստիճաններում, որոնք ավելի տաք են, քան Արեգակի կենտրոնը, և չափազանց տաք են ցանկացած պինդ նյութի համար։

Այս ծայրահեղ պայմաններում միաձուլման վառելիքի սահմանափակման մարտահրավերի հետևանքով, միաձուլման էներգիայի փորձերը մինչ օրս ընթացել են դեֆիցիտային՝ արտադրելով ավելի քիչ էներգիա, քան անհրաժեշտ է միաձուլման ռեակցիաները պահպանելու համար, և, հետևաբար, չեն կարողանում էլեկտրաէներգիա արտադրել ցանցի համար։

«Միաձուլման հետազոտությունները լայնորեն ուսումնասիրվել են վերջին մի քանի տասնամյակների ընթացքում, ինչը հանգեցրել է միաձուլման էներգիայի գիտական ​​​​հասկացողության և տեխնոլոգիաների առաջընթացի», - ասում է CFS-ի գործադիր տնօրեն Ռոբերտ Մամգաարդը։

«CFS-ը առևտրայնացնում է միաձուլումը բարձր դաշտի մոտեցմամբ, որտեղ մենք մշակում ենք նոր բարձր դաշտի մագնիսներ՝ ավելի փոքր միաձուլման սարքեր պատրաստելու համար՝ օգտագործելով նույն ֆիզիկայի մոտեցումը, ինչ ավելի մեծ կառավարական ծրագրերը: Դրա համար CFS-ը սերտորեն համագործակցում է MIT-ի հետ համատեղ նախագծում՝ սկսելով նոր մագնիսների մշակումից»:

SPARC սարքը օգտագործում է հզոր մագնիսական դաշտեր՝ տաք պլազման՝ ենթաատոմային մասնիկների գազային ապուրը, տեղում պահելու համար՝ կանխելու համար դրա շփումը բլիթաձև վակուումային խցիկի որևէ մասի հետ։

«Գլխավոր մարտահրավերը պլազմա ստեղծելն է այնպիսի պայմաններում, որոնք թույլ կտան արտադրել ավելի շատ էներգիա, քան սպառում է», - բացատրում է Մումգաարդը: «Սա մեծապես կախված է ֆիզիկայի ենթաոլորտից, որը հայտնի է որպես պլազմային ֆիզիկա»:

Այս կոմպակտ փորձը նախատեսված է տասը վայրկյան տևողությամբ իմպուլսներով մոտ 100 ՄՎտ ջերմություն արտադրելու համար, ինչը նույնքան էներգիա է, որքան օգտագործում է փոքր քաղաքը։ Սակայն, քանի որ SPARC-ը փորձ է, այն չի ներառի միաձուլման էներգիան էլեկտրաէներգիայի վերածելու համակարգեր։

Մասաչուսեթսի տեխնոլոգիական ինստիտուտի գիտնականները կանխատեսում են, որ արտադրանքը կկազմի պլազման տաքացնելու համար օգտագործվող հզորության կրկնակիից ավելին՝ վերջապես հասնելով տեխնիկական վերջնական նշաձողին. սինթեզից ստացված դրական զուտ էներգիա։

«Միաձուլումը տեղի է ունենում պլազմայի ներսում, որը պահվում է տեղում և մեկուսացված է մագնիսական դաշտերի միջոցով», - ասում է Մամգաարդը: «Սա հայեցակարգային առումով նման է մագնիսական շշի: Մագնիսական դաշտի ուժգնությունը շատ ուժեղ կապված է մագնիսական շշի պլազման մեկուսացնելու ունակության հետ, որպեսզի այն կարողանա հասնել միաձուլման պայմաններին»:

«Այսպիսով, եթե մենք կարողանանք ստեղծել ուժեղ մագնիսներ, մենք կարող ենք ստեղծել պլազմա, որը կարող է ավելի տաքանալ և խիտ դառնալ՝ օգտագործելով ավելի քիչ էներգիա այն պահպանելու համար։ Իսկ ավելի լավ պլազմայի միջոցով մենք կարող ենք սարքերը դարձնել ավելի փոքր և ավելի կառավարելի՝ կառուցելու և մշակելու համար։»

«Բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչների շնորհիվ մենք ունենք նոր գործիք՝ շատ բարձր ամրության մագնիսական դաշտեր ստեղծելու համար, և, հետևաբար, ավելի լավ և փոքր մագնիսական շշեր։ Մենք կարծում ենք, որ սա մեզ ավելի արագ կհասցնի միաձուլման»։

Մումգաարդը նկատի ունի խոշոր տրամագծի գերհաղորդիչ էլեկտրամագնիսների նոր սերունդ, որոնք ունեն մագնիսական դաշտ ստեղծելու ներուժ, որը կրկնակի ուժեղ կլինի, քան ցանկացած գոյություն ունեցող միաձուլման փորձի մեջ օգտագործվողը, ինչը հնարավորություն կտա յուրաքանչյուր չափի համար հզորությունը ավելի քան տասնապատիկ ավելացնել։

Պատրաստված պողպատե ժապավենից, որը պատված է իտրիում-բարիում-պղնձի օքսիդ (YBCO) կոչվող միացությամբ, նոր գերհաղորդիչ մագնիսները SPARC-ին հնարավորություն կտան արտադրել ITER-ի մոտ մեկ հինգերորդ հզորությամբ միաձուլման հզորություն, բայց մի սարքում, որի ծավալը ընդամենը մոտ 1/65 է։

Նվազեցնելով զուտ միաձուլման էներգիայի սարքեր կառուցելու համար անհրաժեշտ չափը, արժեքը, ժամանակացույցը և կազմակերպչական բարդությունը՝ YBCO մագնիսները նաև հնարավորություն կտան նոր ակադեմիական և առևտրային մոտեցումներ ունենալ միաձուլման էներգիային։

«SPARC-ը և ITER-ը երկուսն էլ տոկամակներ են՝ մագնիսական շշի հատուկ տեսակ, որը հիմնված է պլազմայի ֆիզիկայի տասնամյակների ընթացքում զարգացման լայնածավալ հիմնարար գիտության վրա», - պարզաբանում է Մումգաարդը։

«SPARC-ը կօգտագործի բարձր ջերմաստիճանի գերհաղորդիչ (HTS) մագնիսների հաջորդ սերունդը, որոնք թույլ են տալիս ստեղծել շատ ավելի բարձր մագնիսական դաշտ՝ ապահովելով նպատակային միաձուլման արդյունավետություն շատ ավելի փոքր չափսերով»։

«Մենք կարծում ենք, որ սա կլինի կլիմայական առումով համապատասխան ժամանակահատվածում միաձուլման հասնելու հիմնական բաղադրիչը և տնտեսապես գրավիչ արտադրանքը»։

Ժամանակացույցի և առևտրային կենսունակության առումով, SPARC-ը տոկամակի դիզայնի էվոլյուցիան է, որն ուսումնասիրվել և կատարելագործվել է տասնամյակներ շարունակ, այդ թվում՝ MIT-ում 1970-ականներին սկսված աշխատանքները։

SPARC փորձի նպատակն է հարթել ճանապարհը աշխարհի առաջին իրական միաձուլման էլեկտրակայանի համար, որի հզորությունը կկազմի մոտ 200 ՄՎտ էլեկտրաէներգիա, ինչը համեմատելի է առևտրային էլեկտրակայանների մեծ մասի հզորության հետ։

Չնայած ջերմաէլեկտրակայանների միաձուլման էներգիայի շուրջ տարածված սկեպտիկությանը (Eni-ն ունի հեռանկարային տեսլական՝ դառնալու առաջին համաշխարհային նավթային ընկերությունը, որը մեծ ներդրումներ կկատարի դրանում), կողմնակիցները կարծում են, որ այս տեխնիկան կարող է պոտենցիալ բավարարել աշխարհի աճող էներգետիկ կարիքների զգալի մասը՝ միաժամանակ կրճատելով ջերմոցային գազերի արտանետումները։

Նոր գերհաղորդիչ մագնիսների շնորհիվ հնարավոր դարձած փոքր մասշտաբը պոտենցիալ հնարավորություն է տալիս ցանցում միաձուլման էներգիայից էլեկտրաէներգիա ստանալու ավելի արագ և էժան ուղի։

Eni-ն գնահատում է, որ մինչև 2033 թվականը 200 ՄՎտ հզորությամբ միաձուլման ռեակտորի մշակումը կարժենա 3 միլիարդ դոլար: ITER նախագիծը, որը Եվրոպայի, ԱՄՆ-ի, Չինաստանի, Հնդկաստանի, Ճապոնիայի, Ռուսաստանի և Հարավային Կորեայի համագործակցություն է, արդեն կես ճանապարհն է անցել իր նպատակին՝ իրականացնել առաջին գերտաքացված պլազմայի փորձարկումը մինչև 2025 թվականը և առաջին լիարժեք հզորությամբ միաձուլումը մինչև 2035 թվականը, և ունի մոտ 20 միլիարդ եվրո բյուջե: Ինչպես SPARC-ի դեպքում, ITER-ը նույնպես նախատեսված է էլեկտրաէներգիա չարտադրելու համար:

Այսպիսով, քանի որ ԱՄՆ էլեկտրաէներգիայի ցանցը մոնոլիտ 2-3 ԳՎտ ածխային կամ բաժանարար էլեկտրակայաններից անցնում է 100-500 ՄՎտ հզորությամբ էլեկտրակայանների, կարո՞ղ է արդյոք միաձուլման էներգիան մրցակցել դժվար շուկայում, և եթե այո, ապա ե՞րբ։

«Դեռևս կան հետազոտություններ անելու, բայց մարտահրավերները հայտնի են, նոր նորարարությունները ցույց են տալիս գործընթացը արագացնելու ուղին, CFS-ի նման նոր խաղացողները առևտրային ուշադրություն են դարձնում խնդիրներին, և հիմնարար գիտությունը հասուն է», - ասում է Մումգաարդը։

«Մենք կարծում ենք, որ միաձուլումն ավելի մոտ է, քան շատերը կարծում են։ Մնացեք կապի մեջ»։ jQuery( document ).ready(function() { /* Ընկերությունների կարուսել */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });

DAMM Cellular Systems A/S-ը արդյունաբերական, առևտրային և հասարակական անվտանգության հաճախորդների համար նախատեսված հուսալի, ամուր և հեշտությամբ մասշտաբավորվող ցամաքային տրանկային ռադիոյի (TETRA) և թվային շարժական ռադիոյի (DMR) կապի համակարգերի աշխարհի առաջատարներից մեկն է։

DAMM TetraFlex դիսպետչերը բարձրացնում է արդյունավետությունը կազմակերպություններում՝ շահագործելով բաժանորդների մի նավատորմ, որը պահանջում է ռադիոկապի կառավարում, վերահսկողություն և մոնիթորինգ։

DAMM TetraFlex ձայնային և տվյալների գրանցման համակարգը առաջարկում է ձայնի և տվյալների համապարփակ և ճշգրիտ ձայնագրման գործառույթներ, ինչպես նաև CDR գրանցման լայն տեսականի։

«Գրին Թեյփ Սոլյուշնս»-ը ավստրալիական խորհրդատվական ընկերություն է, որը մասնագիտանում է շրջակա միջավայրի գնահատման, հաստատումների և աուդիտի, ինչպես նաև էկոլոգիական հետազոտությունների մեջ։

Երբ դուք ցանկանում եք բարելավել ձեր էլեկտրակայանի աշխատանքը և հուսալիությունը, ապա ձեզ անհրաժեշտ կլինի ճիշտ սիմուլյացիայի փորձը, որը կհասնի դրան: Մի ընկերություն նվիրված է իրական էլեկտրակայանների սիմուլյատորներ ստեղծելուն, որոնք ապահովում են, որ ձեր անձնակազմն ունենա ձեր էլեկտրակայանը անվտանգ և արդյունավետ շահագործելու համար անհրաժեշտ գիտելիքները:


Հրապարակման ժամանակը. Դեկտեմբերի 18-2019
WhatsApp-ի առցանց զրուցարան!