ნათელი SPARC: შეუძლიათ თუ არა MIT-ის მეცნიერებს თერმობირთვული ენერგიის რეალობად ქცევა?

ჩვენ მათ საუკეთესო გამოცდილების მისაღებად ვიყენებთ. თუ თქვენ გააგრძელებთ ჩვენი ვებსაიტის გამოყენებას, ჩვენ ჩავთვლით, რომ თქვენ თანახმა ხართ მიიღოთ ამ ვებსაიტზე არსებული ყველა ქუქი-ფაილი.

იტალიური ნავთობკომპანია Eni 50 მილიონი დოლარის ინვესტიციას ახორციელებს Commonwealth Fusion Systems-ში, MIT-ის ფილიალში, რომელიც ინსტიტუტთან თანამშრომლობს ზეგამტარი მაგნიტების შემუშავებაზე, რათა წარმოქმნას ნულოვანი ნახშირბადის ენერგია SPARC-ის სახელით ცნობილი თერმობირთვული ენერგიის ექსპერიმენტში. ჯულიან ტერნერი დეტალებს აღმასრულებელი დირექტორის, რობერტ მუმგაარდისგან იგებს.

მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) წმინდა დარბაზების სიღრმეში ენერგეტიკული რევოლუცია მიმდინარეობს. ათწლეულების განმავლობაში მიმდინარე პროგრესის შემდეგ, მეცნიერები თვლიან, რომ თერმობირთვული ენერგია საბოლოოდ მზადაა თავისი დღის დასამკვიდრებლად და რომ შეუზღუდავი, წვის გარეშე, ნულოვანი ნახშირბადის ენერგიის წმინდა გრაალი შესაძლოა ხელმისაწვრელად იქცეს.

იტალიური ენერგეტიკული გიგანტი Eni იზიარებს ამ ოპტიმიზმს და MIT-ის პლაზმური შერწყმისა და მეცნიერების ცენტრთან (PSFC) და კერძო კომპანია Commonwealth Fusion Systems-თან (CFS) თანამშრომლობით პროექტში 50 მილიონი ევროს (62 მილიონი აშშ დოლარი) ინვესტირებას ახორციელებს, რომლის მიზანია ელექტროენერგეტიკული ენერგიის ქსელში დაჩქარებული გზით დანერგვა სულ რაღაც 15 წელიწადში.

თერმობირთვული შერწყმის, მზისა და ვარსკვლავების ენერგიით მომარაგების პროცესის, კონტროლი უძველესი პრობლემით ჩერდება: მიუხედავად იმისა, რომ ეს პრაქტიკა ენერგიის უზარმაზარ რაოდენობას გამოყოფს, მისი შესრულება მხოლოდ მილიონობით ცელსიუსის ექსტრემალურ ტემპერატურაზეა შესაძლებელი, რაც მზის ცენტრზე მაღალია და ნებისმიერი მყარი მასალისთვის ზედმეტად მაღალი ტემპერატურისაა.

ამ ექსტრემალურ პირობებში თერმობირთვული საწვავის შეზღუდვის გამო, თერმობირთვული ენერგიის ექსპერიმენტები აქამდე დეფიციტით მიმდინარეობდა, რაც თერმობირთვული რეაქციების შესანარჩუნებლად საჭიროზე ნაკლებ ენერგიას გამოიმუშავებდა და, შესაბამისად, ქსელისთვის ელექტროენერგიის წარმოებას ვერ ახერხებდა.

„ბოლო რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში თერმობირთვული ენერგიის კვლევა ფართოდ იქნა შესწავლილი, რამაც გამოიწვია წინსვლა თერმობირთვული ენერგიის სამეცნიერო გაგებასა და ტექნოლოგიებში“, - ამბობს CFS-ის აღმასრულებელი დირექტორი რობერტ მუმგაარდი.

„CFS მაღალი ველის მიდგომის გამოყენებით ახდენს თერმობირთვული შერწყმის კომერციალიზაციას, სადაც ჩვენ ვავითარებთ ახალ მაღალი ველის მაგნიტებს, რათა შევქმნათ უფრო მცირე ზომის თერმობირთვული მოწყობილობები იმავე ფიზიკური მიდგომის გამოყენებით, როგორც უფრო დიდი სამთავრობო პროგრამები. ამისათვის, CFS მჭიდროდ თანამშრომლობს MIT-თან კოლაბორაციულ პროექტში, რომელიც იწყება ახალი მაგნიტების შემუშავებით.“

SPARC მოწყობილობა ძლიერ მაგნიტურ ველებს იყენებს ცხელი პლაზმის - სუბატომური ნაწილაკების აირისებრი სუპის - შესანარჩუნებლად, რათა თავიდან აიცილოს მისი კონტაქტი დონატის ფორმის ვაკუუმური კამერის რომელიმე ნაწილთან.

„მთავარი გამოწვევაა ისეთი პლაზმის შექმნა, რომელიც თერმობირთვული შერწყმისთვის ისეთ პირობებში მოხდება, რომ მან მოიხმაროს მეტი ენერგია“, - განმარტავს მუმგაარდი. „ეს დიდწილად ეყრდნობა ფიზიკის ქვესფეროს, რომელიც პლაზმის ფიზიკის სახელითაა ცნობილი“.

ეს კომპაქტური ექსპერიმენტი შექმნილია ათწამიანი იმპულსებით დაახლოებით 100 მეგავატი სითბოს გამოსამუშავებლად, რაც იმდენივე ენერგიას მოიხმარს პატარა ქალაქი. თუმცა, რადგან SPARC ექსპერიმენტია, ის არ მოიცავს სისტემებს, რომლებიც თერმობირთვული ენერგიის ელექტროენერგიად გარდაქმნის საშუალებას იძლევა.

MIT-ის მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ გამომავალი ენერგია პლაზმის გასათბობად გამოყენებულ ენერგიაზე ორჯერ მეტი იქნება, რითაც საბოლოოდ მიაღწევენ უმაღლეს ტექნიკურ ეტაპს: თერმობირთვული შერწყმიდან დადებით წმინდა ენერგიას.

„შერწყმა ხდება პლაზმაში, რომელიც ადგილზეა და მაგნიტური ველებით იზოლირებულია“, ამბობს მუმგაარდი. „კონცეპტუალურად ეს მაგნიტურ ბოთლს ჰგავს. მაგნიტური ველის სიძლიერე ძალიან მჭიდრო კავშირშია მაგნიტური ბოთლის უნართან, დაიცვას პლაზმა ისე, რომ მან შერწყმის პირობები მიაღწიოს“.

„ამრიგად, თუ ჩვენ შეგვიძლია ძლიერი მაგნიტების შექმნა, ჩვენ შეგვიძლია შევქმნათ პლაზმა, რომელიც უფრო ცხელი და მკვრივი გახდება მისი შესანარჩუნებლად ნაკლები ენერგიის გამოყენებით. ხოლო უკეთესი პლაზმებით ჩვენ შეგვიძლია მოწყობილობები უფრო პატარა და უფრო მართვადი გავხადოთ ასაგებად და გასავითარებლად.“

„მაღალტემპერატურული ზეგამტარების დახმარებით, ჩვენ გვაქვს ახალი ინსტრუმენტი ძალიან მაღალი სიძლიერის მაგნიტური ველების შესაქმნელად და, შესაბამისად, უკეთესი და პატარა მაგნიტური ბოთლების შესაქმნელად. ჩვენ გვჯერა, რომ ეს თერმობირთვული შერწყმის უფრო სწრაფად მიღწევაში დაგვეხმარება.“

მუმგაარდი გულისხმობს დიდი დიამეტრის ზეგამტარი ელექტრომაგნიტების ახალ თაობას, რომლებსაც აქვთ პოტენციალი, წარმოქმნან ორჯერ უფრო ძლიერი მაგნიტური ველი, ვიდრე ნებისმიერ არსებულ თერმობირთვულ ექსპერიმენტში გამოყენებული, რაც საშუალებას იძლევა სიმძლავრე ათჯერ მეტად გაიზარდოს თითოეული ზომის მიხედვით.

იტრიუმ-ბარიუმ-სპილენძის ოქსიდის (YBCO) სახელით ცნობილი ნაერთით დაფარული ფოლადის ლენტისგან დამზადებული ახალი ზეგამტარი მაგნიტები SPARC-ს საშუალებას მისცემს, წარმოქმნას ITER-ის დაახლოებით მეხუთედი სიმძლავრის მქონე თერმობირთვული შერწყმის სიმძლავრე, თუმცა მოწყობილობაში, რომლის მოცულობა მხოლოდ 1/65-ია.

წმინდა თერმობირთვული ენერგიის მოწყობილობების ასაშენებლად საჭირო ზომის, ღირებულების, ვადებისა და ორგანიზაციული სირთულის შემცირებით, YBCO მაგნიტები ასევე შესაძლებელს გახდის თერმობირთვული ენერგიისადმი ახალი აკადემიური და კომერციული მიდგომების შექმნას.

„SPARC-იც და ITER-იც ტოკამაკებია, მაგნიტური ბოთლის სპეციფიკური ტიპი, რომელიც ათწლეულების განმავლობაში პლაზმური ფიზიკის ფართო საბაზისო მეცნიერების განვითარებას ეფუძნება“, - განმარტავს მუმგაარდი.

„SPARC გამოიყენებს მაღალი ტემპერატურის ზეგამტარ (HTS) მაგნიტების ახალ თაობას, რომლებიც გაცილებით მაღალი მაგნიტური ველის შექმნის საშუალებას იძლევა, რაც მიზნობრივ შერწყმის შესრულებას გაცილებით მცირე ზომით უზრუნველყოფს.“

„ჩვენ გვჯერა, რომ ეს იქნება კლიმატთან შესაბამის ვადებში შერწყმის მიღწევის მთავარი კომპონენტი და ეკონომიკურად მიმზიდველი პროდუქტი.“

ვადებისა და კომერციული სიცოცხლისუნარიანობის თვალსაზრისით, SPARC ტოკამაკის დიზაინის ევოლუციაა, რომელიც ათწლეულების განმავლობაში იქნა შესწავლილი და დახვეწილი, მათ შორის MIT-ში 1970-იან წლებში დაწყებული სამუშაოების ჩათვლით.

SPARC ექსპერიმენტის მიზანია გზა გაუხსნას მსოფლიოში პირველი ნამდვილი თერმობირთვული ენერგეტიკული ობიექტის მშენებლობას, რომლის სიმძლავრე დაახლოებით 200 მეგავატი ელექტროენერგიისაა, რაც შედარებადია კომერციული ელექტროსადგურების უმეტესობის სიმძლავრესთან.

თერმობირთვული ენერგიის მიმართ გავრცელებული სკეპტიციზმის მიუხედავად - Eni-ს აქვს მომავალზე ორიენტირებული ხედვა, გახდეს პირველი გლობალური ნავთობკომპანია, რომელიც ამ სფეროში დიდ ინვესტიციას ჩადებს - დამცველები თვლიან, რომ ამ ტექნიკას პოტენციურად შეუძლია დააკმაყოფილოს მსოფლიოს მზარდი ენერგეტიკული საჭიროებების მნიშვნელოვანი ნაწილი და ამავდროულად შეამციროს სათბურის გაზების გამოყოფა.

ახალი ზეგამტარი მაგნიტების მიერ უზრუნველყოფილი მცირე მასშტაბი პოტენციურად საშუალებას იძლევა ქსელში თერმობირთვული ენერგიისგან ელექტროენერგიის მიღების უფრო სწრაფი და იაფი გზის შექმნა.

Eni-ს შეფასებით, 2033 წლისთვის 200 მეგავატიანი თერმობირთვული რეაქტორის შემუშავება 3 მილიარდი დოლარი დაჯდება. ITER პროექტი, რომელიც ევროპის, აშშ-ს, ჩინეთის, ინდოეთის, იაპონიის, რუსეთისა და სამხრეთ კორეის თანამშრომლობით ხორციელდება, 2025 წლისთვის პირველი სუპერგახურებული პლაზმის ტესტის და 2035 წლისთვის პირველი სრული სიმძლავრის თერმობირთვული შერწყმის მიზნის ნახევარზე მეტს გადიოდა და მისი ბიუჯეტი დაახლოებით 20 მილიარდი ევროა. SPARC-ის მსგავსად, ITER-იც ელექტროენერგიის წარმოებისთვის არ არის შექმნილი.

ამგვარად, იმის გათვალისწინებით, რომ აშშ-ის ელექტროსადგური მონოლითური 2-3 გვტ სიმძლავრის ნახშირის ან დაშლის ელექტროსადგურებიდან 100-500 მვტ სიმძლავრის ელექტროსადგურებზე გადადის, შეუძლია თუ არა თერმობირთვულ ენერგიას კონკურენცია გაუწიოს რთულ ბაზარზე და თუ ასეა, როდის?

„კვლევები ჯერ კიდევ ჩასატარებელია, თუმცა გამოწვევები ცნობილია, ახალი ინოვაციები პროცესის დაჩქარების გზას აჩვენებს, ახალი მოთამაშეები, როგორიცაა CFS, პრობლემებს კომერციულ ყურადღებას აქცევენ და საბაზისო მეცნიერება უკვე მომწიფებულია“, - ამბობს მუმგაარდი.

„ჩვენ გვჯერა, რომ შერწყმა უფრო ახლოსაა, ვიდრე ბევრს ჰგონია. არ გამოტოვოთ სიახლეები.“ jQuery( document ).ready(function() { /* კომპანიების კარუსელი */ jQuery('.carousel').slick({ dots: true, infinite: true, speed: 300, lazyLoad: 'ondemand', slidesToShow: 1, slidesToScroll: 1, adaptiveHeight: true }); });

DAMM Cellular Systems A/S ერთ-ერთი მსოფლიო ლიდერია საიმედო, გამძლე და ადვილად მასშტაბირებადი მიწისზედა რადიოს (TETRA) და ციფრული მობილური რადიოს (DMR) საკომუნიკაციო სისტემების სფეროში სამრეწველო, კომერციული და საზოგადოებრივი უსაფრთხოების მომხმარებლებისთვის.

DAMM TetraFlex Dispatcher ორგანიზაციებში გაზრდილ ეფექტურობას სთავაზობს, რადგან ის აბონენტების ფლოტს მართავს, რომლებსაც რადიოკომუნიკაციების მართვა, კონტროლი და მონიტორინგი სჭირდებათ.

DAMM TetraFlex-ის ხმისა და მონაცემთა ჟურნალის სისტემა გთავაზობთ ხმისა და მონაცემების ჩაწერის ყოვლისმომცველ და ზუსტ ფუნქციებს, ასევე CDR ჟურნალირების ფართო სპექტრს.

„გრინ ტაიპ სოლუშენსი“ ავსტრალიური საკონსულტაციო კომპანიაა, რომელიც სპეციალიზირებულია გარემოსდაცვითი შეფასებების, დამტკიცებებისა და აუდიტის, ასევე ეკოლოგიური კვლევების ჩატარებაში.

როდესაც თქვენი ელექტროსადგურის მუშაობისა და საიმედოობის გაუმჯობესება გსურთ, ამის მისაღწევად შესაბამისი სიმულაციური გამოცდილება დაგჭირდებათ. ერთ-ერთ კომპანიას აქვს ნამდვილი ელექტროსადგურის სიმულატორების შექმნისადმი ერთგულება, რომლებიც უზრუნველყოფს, რომ თქვენს პერსონალს ჰქონდეს თქვენი ელექტროსადგურის უსაფრთხოდ და ეფექტურად მუშაობისთვის საჭირო ცოდნა.


გამოქვეყნების დრო: 2019 წლის 18 დეკემბერი
WhatsApp-ის ონლაინ ჩატი!