इंटेल काबी लेक प्रोसेसरची तुलना. काबी लेकबद्दल सात तथ्ये. आम्ही इंटेल प्रोसेसरच्या नवीन पिढीची चाचणी करत आहोत. इंटेलचे नवीन आर्किटेक्चर हा एक नवीन मैलाचा दगड आहे का?

बातम्या 27.02.2019

बातम्या

हे सर्व कसे सुरू झाले? खालील तीन घटकांच्या संयोजनामुळे "ऊर्जा आव्हान" उद्भवले:

1. मानवता आता मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा वापरते.

सध्या, जगाचा ऊर्जेचा वापर सुमारे 15.7 टेरावॅट (TW) आहे. हे मूल्य जागतिक लोकसंख्येनुसार विभाजित केल्यास, आम्हाला प्रति व्यक्ती अंदाजे 2400 वॅट्स मिळतात, ज्याचा सहज अंदाज आणि कल्पना करता येते. पृथ्वीवरील प्रत्येक रहिवासी (मुलांसह) वापरत असलेली ऊर्जा 24शे-वॅटच्या राउंड-द-क्लोक ऑपरेशनशी संबंधित आहे. विद्युत दिवे. तथापि, संपूर्ण ग्रहावरील या ऊर्जेचा वापर खूप असमान आहे, कारण तो अनेक देशांमध्ये खूप मोठा आहे आणि इतरांमध्ये नगण्य आहे. वापर (एका व्यक्तीच्या दृष्टीने) यूएसए मध्ये 10.3 किलोवॅट (विक्रमी मूल्यांपैकी एक), रशियन फेडरेशनमध्ये 6.3 किलोवॅट, यूकेमध्ये 5.1 किलोवॅट, इत्यादी समान आहे, परंतु, दुसरीकडे, ते समान आहे बांगलादेशात फक्त 0.21 kW (यूएस ऊर्जा वापराच्या फक्त 2%!).

2. जागतिक ऊर्जा वापर नाटकीयरित्या वाढत आहे.

इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी (2006) च्या अंदाजानुसार, 2030 पर्यंत जागतिक ऊर्जेचा वापर 50% ने वाढला पाहिजे. विकसित देश, अर्थातच, अतिरिक्त ऊर्जेशिवाय चांगले करू शकतात, परंतु विकसनशील देशांतील लोकांना गरिबीतून बाहेर काढण्यासाठी ही वाढ आवश्यक आहे, जेथे 1.5 अब्ज लोकांना तीव्र ऊर्जा टंचाईचा सामना करावा लागतो. विद्युत ऊर्जा.

3. सध्या, जगातील 80% ऊर्जा जीवाश्म इंधन जळण्यापासून येते(तेल, कोळसा आणि वायू), ज्याचा वापर:

अ) संभाव्य आपत्तीजनक पर्यावरणीय बदलांचा धोका आहे;

b) अपरिहार्यपणे एखाद्या दिवशी समाप्त होणे आवश्यक आहे.

जे सांगितले गेले आहे त्यावरून हे स्पष्ट आहे की आता आपण जीवाश्म इंधन वापरण्याच्या युगाच्या समाप्तीची तयारी केली पाहिजे.

सध्या, अणुऊर्जा प्रकल्प मोठ्या प्रमाणावर अणु केंद्रकांच्या विखंडन प्रतिक्रियांदरम्यान सोडलेली ऊर्जा तयार करतात. अशा स्टेशन्सच्या निर्मितीला आणि विकासाला प्रत्येक संभाव्य मार्गाने प्रोत्साहन दिले पाहिजे, परंतु हे लक्षात घेतले पाहिजे की त्यांच्या ऑपरेशनसाठी सर्वात महत्वाच्या सामग्रीपैकी एकाचा साठा (स्वस्त युरेनियम) पुढील 50 वर्षांत पूर्णपणे वापरला जाऊ शकतो. . अणुविखंडन-आधारित उर्जेच्या शक्यता अधिक कार्यक्षम ऊर्जा चक्रांच्या वापराद्वारे लक्षणीयरीत्या वाढवल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे उत्पादित ऊर्जेचे प्रमाण जवळजवळ दुप्पट होऊ शकते. या दिशेने ऊर्जा विकसित करण्यासाठी, थोरियम अणुभट्ट्या (तथाकथित थोरियम ब्रीडर अणुभट्ट्या किंवा ब्रीडर अणुभट्ट्या) तयार करणे आवश्यक आहे, ज्यामध्ये प्रतिक्रिया मूळ युरेनियमपेक्षा जास्त थोरियम तयार करते, परिणामी एकूण उर्जेची निर्मिती होते. दिलेल्या प्रमाणासाठी पदार्थ 40 पटीने वाढतो. वेगवान न्यूट्रॉन वापरून प्लुटोनियम ब्रीडर तयार करणे देखील आशादायक दिसते, जे युरेनियम अणुभट्ट्यांपेक्षा जास्त कार्यक्षम आहेत आणि 60 पट जास्त ऊर्जा निर्माण करू शकतात. हे क्षेत्र विकसित करण्यासाठी युरेनियम मिळविण्यासाठी नवीन, मानक नसलेल्या पद्धती विकसित करणे आवश्यक आहे (उदाहरणार्थ, येथून समुद्राचे पाणी, जे सर्वात प्रवेशयोग्य असल्याचे दिसते).

फ्यूजन पॉवर प्लांट्स

आकृती दाखवते सर्किट आकृती(स्केलचा आदर न करता) थर्मोन्यूक्लियर पॉवर प्लांटची रचना आणि ऑपरेटिंग तत्त्व. मध्यभागी ~2000 m3 आकारमानाचा टॉरॉइडल (डोनट-आकाराचा) कक्ष आहे, जो ट्रिटियम-ड्युटेरियम (T–D) प्लाझ्माने भरलेला आहे जो 100 M°C पेक्षा जास्त तापमानाला गरम केला जातो. फ्यूजन प्रतिक्रिया (1) दरम्यान तयार होणारे न्यूट्रॉन "चुंबकीय बाटली" सोडतात आणि सुमारे 1 मीटर जाडी असलेल्या आकृतीमध्ये दर्शविलेल्या शेलमध्ये प्रवेश करतात.

शेलच्या आत, न्यूट्रॉन लिथियम अणूंशी आदळतात, परिणामी ट्रिटियम तयार करणारी प्रतिक्रिया होते:

न्यूट्रॉन + लिथियम → हेलियम + ट्रिटियम

याव्यतिरिक्त, प्रणालीमध्ये स्पर्धात्मक प्रतिक्रिया (ट्रिटियमच्या निर्मितीशिवाय), तसेच अतिरिक्त न्यूट्रॉनच्या प्रकाशनासह अनेक प्रतिक्रिया उद्भवतात, ज्यामुळे नंतर ट्रिटियमची निर्मिती देखील होते (या प्रकरणात, अतिरिक्त न्यूट्रॉनचे प्रकाशन होऊ शकते. लक्षणीयरीत्या वर्धित, उदाहरणार्थ, शेल आणि लीडमध्ये बेरिलियम अणूंचा परिचय करून). सामान्य निष्कर्ष असा आहे की या सेटअपमध्ये ते (द्वारे किमान, सैद्धांतिकदृष्ट्या) एक परमाणु संलयन प्रतिक्रिया उद्भवते ज्यामध्ये ट्रिटियम तयार होईल. या प्रकरणात, उत्पादित ट्रिटियमचे प्रमाण केवळ इंस्टॉलेशनच्या स्वतःच्या गरजा पूर्ण करू नये, तर ते काहीसे मोठे देखील असले पाहिजे, ज्यामुळे ट्रिटियमसह नवीन स्थापनांचा पुरवठा करणे शक्य होईल. ही ऑपरेटिंग संकल्पना आहे जी खाली वर्णन केलेल्या ITER अणुभट्टीमध्ये चाचणी आणि अंमलात आणली पाहिजे.

याशिवाय, तथाकथित पायलट प्लांटमध्ये (ज्यामध्ये तुलनेने "सामान्य" बांधकाम साहित्य वापरले जाईल) न्यूट्रॉनने शेल अंदाजे 400°C पर्यंत गरम केले पाहिजे. भविष्यात, 1000 डिग्री सेल्सिअसपेक्षा जास्त शेल हीटिंग तापमानासह सुधारित स्थापना तयार करण्याचे नियोजित आहे, जे नवीनतम उच्च-शक्ती सामग्री (जसे की सिलिकॉन कार्बाइड कंपोझिट) वापरून साध्य केले जाऊ शकते. शेलमध्ये निर्माण होणारी उष्णता, पारंपारिक स्टेशनांप्रमाणे, प्राथमिक शीतलक सर्किटद्वारे शीतलक (उदाहरणार्थ, पाणी किंवा हेलियम असलेले) द्वारे घेतली जाते आणि दुय्यम सर्किटमध्ये हस्तांतरित केली जाते, जिथे पाण्याची वाफ तयार केली जाते आणि टर्बाइनला पुरवली जाते.

१९८५ – सोव्हिएत युनियनफ्यूजन अणुभट्ट्या तयार करण्यात चार आघाडीच्या देशांचा अनुभव वापरून पुढील पिढीच्या टोकामाक स्थापनेचा प्रस्ताव दिला. युनायटेड स्टेट्स ऑफ अमेरिका, जपान आणि युरोपियन समुदायासह, प्रकल्पाच्या अंमलबजावणीसाठी प्रस्ताव ठेवला.

सध्या, फ्रान्समध्ये, खाली वर्णन केलेल्या आंतरराष्ट्रीय प्रायोगिक थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी ITER (इंटरनॅशनल टोकमाक प्रायोगिक अणुभट्टी) वर बांधकाम चालू आहे, जे प्लाझ्मा “प्रज्वलित” करण्यास सक्षम असलेले पहिले टोकमाक असेल.

सर्वात प्रगत मध्ये विद्यमान स्थापना Tokamak प्रकाराने थर्मोन्यूक्लियर स्टेशनच्या ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेल्या मूल्यांच्या अगदी जवळ, 150 M°C पर्यंत तापमान गाठले आहे, परंतु ITER अणुभट्टी हा दीर्घकालीन ऑपरेशनसाठी डिझाइन केलेला पहिला मोठ्या प्रमाणात पॉवर प्लांट बनला पाहिजे. . भविष्यात, त्याच्या ऑपरेटिंग पॅरामीटर्समध्ये लक्षणीय सुधारणा करणे आवश्यक आहे, ज्यासाठी, सर्व प्रथम, प्लाझ्मामध्ये दबाव वाढवणे आवश्यक आहे, कारण दिलेल्या तापमानात आण्विक फ्यूजनचा दर दबावाच्या वर्गाच्या प्रमाणात आहे. मुख्य वैज्ञानिक समस्याहे या वस्तुस्थितीमुळे आहे की जेव्हा प्लाझ्मामध्ये दबाव वाढतो तेव्हा अतिशय जटिल आणि धोकादायक अस्थिरता उद्भवतात, म्हणजेच अस्थिर ऑपरेटिंग मोड.

आम्हाला याची गरज का आहे?

न्यूक्लियर फ्यूजनचा मुख्य फायदा असा आहे की त्याला फक्त फारच कमी प्रमाणात पदार्थांची आवश्यकता असते जे इंधन म्हणून निसर्गात खूप सामान्य असतात. वर्णन केलेल्या इंस्टॉलेशन्समधील परमाणु संलयन प्रतिक्रिया रिलीझ होऊ शकते प्रचंड रक्कमऊर्जा, पारंपारिक रासायनिक अभिक्रियांद्वारे (जसे की जीवाश्म इंधन जाळणे) द्वारे निर्माण होणाऱ्या मानक उष्णतेपेक्षा दहा दशलक्ष पट जास्त. तुलनेसाठी, आम्ही निदर्शनास आणतो की 1 गिगावॅट (GW) क्षमतेच्या औष्णिक वीज प्रकल्पाला उर्जा देण्यासाठी लागणारा कोळसा दररोज 10,000 टन (दहा रेल्वे गाड्या) आहे आणि त्याच उर्जेचा एक फ्यूजन प्लांट फक्त सुमारे दररोज 1 किलोग्राम D+T मिश्रण.

ड्युटेरियम हा हायड्रोजनचा स्थिर समस्थानिक आहे; साधारण पाण्याच्या प्रत्येक ३,३५० रेणूंपैकी एका रेणूमध्ये, हायड्रोजन अणूंपैकी एक अणू ड्युटेरियमने बदलला जातो (बिग बँगचा वारसा). या वस्तुस्थितीमुळे पाण्यापासून आवश्यक प्रमाणात ड्युटेरियमचे स्वस्त उत्पादन आयोजित करणे सोपे होते. ट्रिटियम मिळवणे अधिक कठीण आहे, जे अस्थिर आहे (अर्ध-आयुष्य सुमारे 12 वर्षे आहे, परिणामी त्याची सामग्री निसर्गात नगण्य आहे), तथापि, वर दर्शविल्याप्रमाणे, ऑपरेशन दरम्यान ट्रिटियम थेट थर्मोन्यूक्लियर स्थापनेच्या आत दिसेल, लिथियमसह न्यूट्रॉनच्या प्रतिक्रियेमुळे.

अशा प्रकारे, फ्यूजन अणुभट्टीसाठी प्रारंभिक इंधन लिथियम आणि पाणी आहे. लिथियम एक सामान्य धातू आहे ज्यामध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते घरगुती उपकरणे(मोबाइल फोनच्या बॅटरीमध्ये, इ.). वर वर्णन केलेली स्थापना, अगदी आदर्श नसलेली कार्यक्षमता लक्षात घेऊन, 200,000 kWh विद्युत उर्जा तयार करण्यास सक्षम असेल, जी 70 टन कोळशात असलेल्या उर्जेच्या समतुल्य आहे. यासाठी लागणारे लिथियम हे एका संगणकाच्या बॅटरीमध्ये असते आणि ड्युटेरियमचे प्रमाण ४५ लिटर पाण्यात असते. वरील मूल्य 30 वर्षांहून अधिक EU देशांमध्ये सध्याच्या विजेच्या वापराशी (प्रति व्यक्ती गणना) संबंधित आहे. एवढ्या क्षुल्लक प्रमाणात लिथियममुळे एवढ्या मोठ्या प्रमाणात वीज (CO2 उत्सर्जन न करता आणि वायू प्रदूषणाशिवाय) निर्माण होऊ शकते ही वस्तुस्थिती थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जेच्या जलद आणि जोमदार विकासासाठी एक गंभीर युक्तिवाद आहे (सर्व काही असूनही. अडचणी आणि समस्या) आणि अशा संशोधनाच्या यशावर शंभर टक्के आत्मविश्वास नसतानाही.

ड्युटेरियम लाखो वर्षे टिकले पाहिजे आणि सहज उत्खनन केलेले लिथियमचे साठे शेकडो वर्षांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी पुरेसे आहेत. खडकांमधील लिथियम संपले तरीही, आम्ही ते पाण्यामधून काढू शकतो, जिथे ते जास्त प्रमाणात (युरेनियमच्या एकाग्रतेच्या 100 पट) जास्त प्रमाणात आढळते आणि त्याचे निष्कर्षण आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य बनवते.

प्रायोगिक थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी (आंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर प्रायोगिक अणुभट्टी) फ्रान्समधील कॅडारचे शहराजवळ बांधली जात आहे. मुख्य कार्य ITER प्रकल्प - औद्योगिक स्तरावर नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन अभिक्रियाची अंमलबजावणी.

थर्मोन्यूक्लियर इंधनाच्या प्रति युनिट वजनात, त्याच प्रमाणात सेंद्रिय इंधन जाळण्यापेक्षा सुमारे 10 दशलक्ष पट जास्त ऊर्जा मिळते आणि सध्या कार्यरत अणुऊर्जा प्रकल्पांच्या अणुभट्ट्यांमध्ये युरेनियम केंद्रकांचे विभाजन करण्यापेक्षा सुमारे शंभर पट जास्त ऊर्जा मिळते. जर शास्त्रज्ञ आणि डिझाइनर्सची गणना खरी ठरली, तर यामुळे मानवतेला उर्जेचा अक्षय स्रोत मिळेल.

म्हणून, अनेक देश (रशिया, भारत, चीन, कोरिया, कझाकस्तान, यूएसए, कॅनडा, जपान, युरोपियन युनियन देश) आंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर रिसर्च रिॲक्टर तयार करण्यात सामील झाले - नवीन ऊर्जा प्रकल्पांचा नमुना.

आंतरराष्ट्रीय प्रकल्पातील सहभागाची योजना अणुभट्टीच्या घटकांचा पुरवठा आणि त्याच्या बांधकामासाठी वित्तपुरवठा प्रदान करते. या बदल्यात, सहभागी देशांपैकी प्रत्येक देशाला थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी तयार करण्यासाठी सर्व तंत्रज्ञानाचा पूर्ण प्रवेश मिळतो आणि सर्वांच्या परिणामांपर्यंत प्रायोगिक कार्यया अणुभट्टीवर, जे सीरियल पॉवर थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्ट्यांच्या डिझाइनसाठी आधार म्हणून काम करेल.

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनच्या तत्त्वावर आधारित अणुभट्टीमध्ये रेडिओएक्टिव्ह रेडिएशन नसते आणि ते पूर्णपणे सुरक्षित असते. वातावरण. हे जगात जवळजवळ कोठेही असू शकते आणि त्यासाठी इंधन सामान्य पाणी आहे. ITER चे बांधकाम सुमारे दहा वर्षे चालणे अपेक्षित आहे, त्यानंतर अणुभट्टी 20 वर्षे वापरात राहणे अपेक्षित आहे.

कौन्सिलमध्ये रशियाचे हितसंबंध आंतरराष्ट्रीय संस्थायेत्या काही वर्षांत ITER थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीच्या बांधकामावर रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसचे संबंधित सदस्य मिखाईल कोवलचुक - कुर्चाटोव्ह संस्थेचे संचालक, रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसचे क्रिस्टलोग्राफी संस्था आणि अध्यक्षीय परिषदेचे वैज्ञानिक सचिव यांचे प्रतिनिधित्व करतील. विज्ञान, तंत्रज्ञान आणि शिक्षण. कोवलचुक या पदावर तात्पुरते शिक्षणतज्ज्ञ इव्हगेनी वेलीखोव्ह यांची जागा घेतील, जे पुढील दोन वर्षांसाठी ITER आंतरराष्ट्रीय परिषदेचे अध्यक्ष म्हणून निवडले गेले होते आणि या पदाला सहभागी देशाच्या अधिकृत प्रतिनिधीच्या कर्तव्यासह एकत्रित करण्याचा अधिकार नाही.

बांधकामाची एकूण किंमत 5 अब्ज युरो एवढी आहे आणि अणुभट्टीच्या चाचणी ऑपरेशनसाठी तेवढीच रक्कम आवश्यक असेल. भारत, चीन, कोरिया, रशिया, यूएसए आणि जपानचे समभाग एकूण मूल्याच्या अंदाजे 10 टक्के आहेत, 45 टक्के युरोपियन युनियनच्या देशांमधून येतात. तथापि, त्यांच्यामध्ये खर्चाचे वितरण नेमके कसे केले जाईल यावर युरोपियन राज्यांचे अद्याप एकमत झालेले नाही. यामुळे, बांधकाम सुरू करणे एप्रिल 2010 पर्यंत पुढे ढकलण्यात आले. नवीनतम विलंब असूनही, ITER मधील शास्त्रज्ञ आणि अधिकारी म्हणतात की ते 2018 पर्यंत प्रकल्प पूर्ण करू शकतील.

ITER ची अंदाजे थर्मोन्यूक्लियर पॉवर 500 मेगावाट आहे. वैयक्तिक भागचुंबक 200 ते 450 टन वजनापर्यंत पोहोचतात. ITER थंड करण्यासाठी, दररोज 33 हजार घनमीटर पाण्याची आवश्यकता असेल.

1998 मध्ये, युनायटेड स्टेट्सने या प्रकल्पातील सहभागासाठी निधी देणे थांबवले. रिपब्लिकन सत्तेवर आल्यानंतर आणि कॅलिफोर्नियामध्ये रोलिंग ब्लॅकआउट सुरू झाल्यानंतर, बुश प्रशासनाने ऊर्जा क्षेत्रातील गुंतवणूक वाढवण्याची घोषणा केली. युनायटेड स्टेट्सचा आंतरराष्ट्रीय प्रकल्पात भाग घेण्याचा हेतू नव्हता आणि तो स्वतःच्या थर्मोन्यूक्लियर प्रकल्पात गुंतला होता. 2002 च्या सुरुवातीस, राष्ट्राध्यक्ष बुश यांचे तंत्रज्ञान सल्लागार जॉन मारबर्गर III म्हणाले की युनायटेड स्टेट्सने आपला विचार बदलला आहे आणि प्रकल्पाकडे परत जाण्याचा विचार केला आहे.

सहभागींच्या संख्येच्या बाबतीत, प्रकल्पाची तुलना दुसर्या मोठ्या आंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक प्रकल्पाशी आहे - आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानक. ITER ची किंमत, जी पूर्वी 8 अब्ज डॉलर्सपर्यंत पोहोचली होती, नंतर ती 4 बिलियनपेक्षा कमी होती. युनायटेड स्टेट्सने सहभागातून माघार घेतल्याच्या परिणामी, अणुभट्टीची उर्जा 1.5 GW वरून 500 MW पर्यंत कमी करण्याचा निर्णय घेण्यात आला. त्यानुसार प्रकल्पाची किंमतही कमी झाली आहे.

जून 2002 मध्ये, रशियन राजधानीत "आयटीईआर डेज इन मॉस्को" ही परिसंवाद आयोजित करण्यात आला होता. त्यात सैद्धांतिक, व्यावहारिक आणि चर्चा झाली संस्थात्मक समस्याएखाद्या प्रकल्पाचे पुनरुज्जीवन, ज्याचे यश मानवतेचे भाग्य बदलू शकते आणि ते देऊ शकते नवीन प्रकारऊर्जा, कार्यक्षमता आणि अर्थव्यवस्थेत केवळ सूर्याच्या उर्जेशी तुलना करता येते.

जुलै 2010 मध्ये, ITER आंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी प्रकल्पात भाग घेणाऱ्या देशांच्या प्रतिनिधींनी कॅडारचे, फ्रान्स येथे झालेल्या एका विलक्षण बैठकीत त्याचे बजेट आणि बांधकाम वेळापत्रक मंजूर केले. बैठकीचा अहवाल येथे उपलब्ध आहे.

शेवटच्या विलक्षण बैठकीत, प्रकल्पातील सहभागींनी प्लाझ्मा - 2019 सह पहिल्या प्रयोगांच्या प्रारंभ तारखेस मान्यता दिली. संपूर्ण प्रयोग मार्च 2027 साठी नियोजित आहेत, जरी प्रकल्प व्यवस्थापनाने तांत्रिक तज्ञांना प्रक्रिया ऑप्टिमाइझ करण्याचा प्रयत्न करण्यास आणि 2026 मध्ये प्रयोग सुरू करण्यास सांगितले. बैठकीच्या सहभागींनी अणुभट्टी बांधण्याच्या खर्चावरही निर्णय घेतला, परंतु प्रतिष्ठापन तयार करण्यासाठी किती खर्च करायचा आहे हे उघड केले गेले नाही. सायन्सनॉ पोर्टलच्या संपादकाला अज्ञात स्त्रोताकडून मिळालेल्या माहितीनुसार, प्रयोग सुरू होईपर्यंत, ITER प्रकल्पाची किंमत 16 अब्ज युरोपर्यंत पोहोचू शकते.

कॅडारचे येथील बैठकीत नवीन प्रकल्प संचालक, जपानी भौतिकशास्त्रज्ञ ओसामू मोटोजिमा यांचा पहिला अधिकृत कामकाजाचा दिवस देखील होता. त्यांच्या आधी, प्रकल्पाचे नेतृत्व 2005 पासून जपानी कानामे इकेडा यांनी केले होते, ज्यांनी बजेट आणि बांधकाम मुदती मंजूर झाल्यानंतर लगेचच आपले पद सोडण्याची इच्छा व्यक्त केली होती.

ITER फ्यूजन रिॲक्टर हा युरोपियन युनियन, स्वित्झर्लंड, जपान, यूएसए, रशिया, दक्षिण कोरिया, चीन आणि भारत यांचा संयुक्त प्रकल्प आहे. ITER तयार करण्याचा विचार गेल्या शतकाच्या 80 च्या दशकापासून केला जात आहे, तथापि, आर्थिक आणि तांत्रिक अडचणीप्रकल्पाची किंमत सतत वाढत आहे आणि बांधकाम सुरू होण्याची तारीख सतत पुढे ढकलली जात आहे. 2009 मध्ये, तज्ञांना अपेक्षा होती की अणुभट्टी तयार करण्याचे काम 2010 मध्ये सुरू होईल. नंतर, ही तारीख हलवली गेली आणि प्रथम 2018 आणि नंतर 2019 ही अणुभट्टीची प्रक्षेपण वेळ म्हणून नाव देण्यात आली.

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रतिक्रिया ही प्रकाश समस्थानिकेच्या केंद्रकांच्या संलयनाची प्रतिक्रिया असते ज्यामुळे जड न्यूक्लियस तयार होतो, ज्यामध्ये मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा सोडली जाते. सिद्धांतानुसार, फ्यूजन अणुभट्ट्या कमी खर्चात भरपूर ऊर्जा निर्माण करू शकतात, परंतु या क्षणी शास्त्रज्ञ फ्यूजन प्रतिक्रिया सुरू करण्यासाठी आणि राखण्यासाठी जास्त ऊर्जा आणि पैसा खर्च करतात.

फ्यूजन स्वस्त आणि पर्यावरणास अनुकूल आहे सुरक्षित मार्गऊर्जा उत्पादन. अब्जावधी वर्षांपासून सूर्यावर अनियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन होत आहे - हेलियम हे जड हायड्रोजन समस्थानिक ड्यूटेरियमपासून तयार होते. हे मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा सोडते. तथापि, पृथ्वीवरील लोक अद्याप अशा प्रतिक्रियांवर नियंत्रण ठेवण्यास शिकलेले नाहीत.

ITER अणुभट्टी इंधन म्हणून हायड्रोजन समस्थानिकांचा वापर करेल. थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया दरम्यान, जेव्हा प्रकाश अणू जड असतात तेव्हा ऊर्जा सोडली जाते. हे साध्य करण्यासाठी, गॅस 100 दशलक्ष अंशांपेक्षा जास्त तापमानात गरम करणे आवश्यक आहे - सूर्याच्या केंद्रस्थानी असलेल्या तापमानापेक्षा खूप जास्त. या तापमानात वायूचे रूपांतर प्लाझ्मामध्ये होते. त्याच वेळी, हायड्रोजन समस्थानिकांचे अणू विलीन होतात, ते सोडल्याबरोबर हेलियम अणूंमध्ये बदलतात. मोठ्या प्रमाणातन्यूट्रॉन या तत्त्वावर चालणारा पॉवर प्लांट दाट पदार्थाच्या (लिथियम) थराने कमी झालेल्या न्यूट्रॉनची ऊर्जा वापरेल.

थर्मोन्यूक्लियर इंस्टॉलेशन्सच्या निर्मितीस इतका वेळ का लागला?

जवळपास अर्ध्या शतकापासून ज्यांच्या फायद्यांची चर्चा होत आहे, अशा महत्त्वाच्या आणि मौल्यवान आस्थापना अद्याप का निर्माण झाल्या नाहीत? तीन मुख्य कारणे आहेत (खाली चर्चा केली आहे), त्यापैकी पहिले बाह्य किंवा सामाजिक म्हटले जाऊ शकते, आणि इतर दोन - अंतर्गत, म्हणजेच थर्मोन्यूक्लियर उर्जेच्या विकासाच्या नियम आणि परिस्थितींद्वारे निर्धारित केले जाते.

1. बर्याच काळापासून असे मानले जात होते की समस्या व्यावहारिक वापरथर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन ऊर्जेसाठी तातडीचे निर्णय आणि कृती आवश्यक नाहीत, कारण गेल्या शतकाच्या 80 च्या दशकात, जीवाश्म इंधनाचे स्त्रोत अतुलनीय वाटत होते आणि पर्यावरणीय समस्या आणि हवामान बदल लोकांच्या चिंतेत नव्हते. 1976 मध्ये, यूएस डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जीच्या फ्यूजन एनर्जी ॲडव्हायझरी कमिटीने R&D आणि प्रात्यक्षिक फ्यूजन पॉवर प्लांटसाठी कालमर्यादेचा अंदाज लावण्याचा प्रयत्न केला. विविध पर्यायसंशोधन निधी. त्याच वेळी, असे आढळून आले की वार्षिक संशोधन निधीची मात्रा मध्ये या दिशेनेपूर्णपणे अपुरे आहेत, आणि जर विद्यमान विनियोग पातळी राखली गेली, तर थर्मोन्यूक्लियर स्थापनेची निर्मिती कधीही यशस्वी होणार नाही, कारण वाटप केलेला निधी किमान, गंभीर पातळीशी सुसंगत नाही.

2. या क्षेत्रातील संशोधनाच्या विकासातील एक अधिक गंभीर अडथळा हा आहे की चर्चेत असलेल्या प्रकाराची थर्मोन्यूक्लियर स्थापना लहान प्रमाणात तयार केली जाऊ शकत नाही आणि प्रदर्शित केली जाऊ शकत नाही. खाली सादर केलेल्या स्पष्टीकरणांवरून, हे स्पष्ट होईल की थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनसाठी केवळ प्लाझ्माचे चुंबकीय बंदिस्तच नाही तर ते पुरेसे गरम करणे देखील आवश्यक आहे. खर्च केलेल्या आणि प्राप्त झालेल्या ऊर्जेचे गुणोत्तर कमीत कमी इंस्टॉलेशनच्या रेषीय परिमाणांच्या चौरसाच्या प्रमाणात वाढते, ज्याचा परिणाम म्हणून थर्मोन्यूक्लियर इंस्टॉलेशन्सच्या वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्षमता आणि फायदे केवळ मोठ्या स्टेशन्सवर तपासले जाऊ शकतात आणि प्रदर्शित केले जाऊ शकतात, जसे की उल्लेख केलेल्या ITER अणुभट्टीप्रमाणे. समाज अशा प्रकारची आर्थिक मदत करण्यास तयार नव्हता प्रमुख प्रकल्प, यशाचा पुरेसा आत्मविश्वास अजून नव्हता.

3. थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जेचा विकास खूप गुंतागुंतीचा होता, तथापि (अपुरा निधी आणि JET आणि ITER स्थापना तयार करण्यासाठी केंद्रे निवडण्यात अडचणी असूनही) गेल्या वर्षेतेथे स्पष्ट प्रगती आहे, जरी कार्यरत स्टेशन अद्याप तयार केले गेले नाही.

आधुनिक जगाला एक अतिशय गंभीर ऊर्जा आव्हानाचा सामना करावा लागत आहे, ज्याला अधिक अचूकपणे "अनिश्चित ऊर्जा संकट" म्हटले जाऊ शकते. या शतकाच्या उत्तरार्धात जीवाश्म इंधनाचा साठा संपुष्टात येऊ शकतो या वस्तुस्थितीशी ही समस्या संबंधित आहे. शिवाय, जीवाश्म इंधन जाळल्याने ग्रहाच्या हवामानातील मोठे बदल टाळण्यासाठी वातावरणात सोडलेला कार्बन डाय ऑक्साईड (वर नमूद केलेला CCS प्रोग्राम) कसा तरी अलग ठेवणे आणि "संचयित करणे" आवश्यक आहे.

सध्या, मानवतेद्वारे वापरली जाणारी जवळजवळ सर्व ऊर्जा जीवाश्म इंधन जाळण्याद्वारे तयार केली जाते आणि समस्येचे निराकरण याच्या वापराशी संबंधित असू शकते. सौर उर्जाकिंवा आण्विक ऊर्जा (जलद न्यूट्रॉन ब्रीडर अणुभट्ट्यांची निर्मिती इ.). जागतिक समस्या, विकसनशील देशांच्या वाढत्या लोकसंख्येमुळे आणि त्यांचे जीवनमान सुधारण्याची आणि उत्पादित ऊर्जेचे प्रमाण वाढवण्याची गरज, केवळ विचारात घेतलेल्या दृष्टिकोनांच्या आधारे सोडवता येत नाही, तथापि, अर्थातच, कोणत्याही विकासाच्या प्रयत्नांना प्रोत्साहन दिले पाहिजे. पर्यायी पद्धतीऊर्जा उत्पादन.

काटेकोरपणे सांगायचे तर, यशाची हमी नसतानाही, आपल्याकडे वर्तणुकीच्या धोरणांची एक छोटी निवड आहे आणि थर्मोन्यूक्लियर उर्जेचा विकास अत्यंत महत्त्वाचा आहे. फायनान्शियल टाईम्स वृत्तपत्राने (25 जानेवारी 2004 रोजी) याबद्दल लिहिले:

"जरी ITER प्रकल्पाची किंमत मूळ अंदाजापेक्षा लक्षणीयरीत्या ओलांडली असली तरी, ते प्रति वर्ष $1 अब्जच्या पातळीवर पोहोचण्याची शक्यता नाही. तयार करण्याच्या अतिशय वाजवी संधीसाठी खर्चाची ही पातळी अत्यंत माफक किंमत मानली पाहिजे नवीन स्रोतसर्व मानवजातीसाठी ऊर्जा, विशेषत: या शतकात आपल्याला जीवाश्म इंधनाचा अपव्यय आणि बेपर्वा जाळण्याची सवय अपरिहार्यपणे सोडावी लागेल."

थर्मोन्यूक्लियर उर्जेच्या विकासाच्या मार्गावर कोणतेही मोठे आणि अनपेक्षित आश्चर्य होणार नाही अशी आशा करूया. या प्रकरणात, सुमारे 30 वर्षांमध्ये आम्ही प्रथमच ऊर्जा नेटवर्कला त्यातून विद्युत प्रवाह पुरवठा करण्यास सक्षम होऊ आणि फक्त 10 वर्षांमध्ये पहिला व्यावसायिक थर्मोन्यूक्लियर पॉवर प्लांट कार्य करण्यास सुरवात करेल. हे शक्य आहे की या शतकाच्या उत्तरार्धात, अणु संलयन ऊर्जा जीवाश्म इंधन बदलण्यास सुरवात करेल आणि हळूहळू वाढत्या महत्वाची भूमिका बजावण्यास सुरवात करेल. महत्वाची भूमिकाजागतिक स्तरावर मानवतेला ऊर्जा प्रदान करण्यासाठी.

थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा (सर्व मानवतेसाठी एक प्रभावी आणि मोठ्या प्रमाणात उर्जेचा स्त्रोत म्हणून) तयार करण्याचे कार्य यशस्वीरित्या पूर्ण होईल याची कोणतीही हमी नाही, परंतु या दिशेने यश मिळण्याची शक्यता खूप जास्त आहे. थर्मोन्यूक्लियर स्टेशन्सची प्रचंड क्षमता लक्षात घेता, त्यांच्या जलद (आणि अगदी प्रवेगक) विकासासाठी प्रकल्पांसाठी सर्व खर्च न्याय्य मानले जाऊ शकतात, विशेषत: ही गुंतवणूक राक्षसी जागतिक ऊर्जा बाजाराच्या ($4 ट्रिलियन प्रति वर्ष) पार्श्वभूमीवर अतिशय माफक असल्याने. मानवतेच्या ऊर्जेच्या गरजा पूर्ण करणे ही एक अतिशय गंभीर समस्या आहे. जीवाश्म इंधने कमी उपलब्ध होत असल्याने (आणि त्यांचा वापर अवांछित होतो), परिस्थिती बदलत आहे आणि फ्यूजन ऊर्जा विकसित न करणे आपल्याला परवडत नाही.

"थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जा केव्हा दिसून येईल?" या प्रश्नासाठी लेव्ह आर्टसिमोविच (या क्षेत्रातील एक मान्यताप्राप्त पायनियर आणि संशोधनाचा नेता) एकदा प्रतिसाद दिला की "जेव्हा ते मानवतेसाठी खरोखर आवश्यक असेल तेव्हा ते तयार केले जाईल"

ITER ही पहिली फ्यूजन अणुभट्टी असेल जी वापरते त्यापेक्षा जास्त ऊर्जा निर्माण करते. शास्त्रज्ञ या वैशिष्ट्याचे मोजमाप साध्या गुणांक वापरून करतात ज्याला ते "Q" म्हणतात. जर ITER ने आपली सर्व वैज्ञानिक उद्दिष्टे साध्य केली तर ते वापरते त्यापेक्षा 10 पट जास्त ऊर्जा निर्माण करेल. इंग्लंडमधील जॉइंट युरोपियन टोरस हे शेवटचे बनवलेले उपकरण, एक लहान प्रोटोटाइप फ्यूजन अणुभट्टी आहे, ज्याने वैज्ञानिक संशोधनाच्या अंतिम टप्प्यात, जवळजवळ 1 चे Q मूल्य प्राप्त केले. याचा अर्थ असा की त्याने जितकी ऊर्जा वापरली तितकीच ऊर्जा निर्माण केली. . ITER फ्युजनमधून ऊर्जा निर्मितीचे प्रात्यक्षिक करून आणि 10 चे Q मूल्य प्राप्त करून याच्या पलीकडे जाईल. अंदाजे 50 मेगावॅटच्या ऊर्जेच्या वापरातून 500 मेगावॅट निर्मिती करण्याची कल्पना आहे. अशाप्रकारे, ITER चे एक वैज्ञानिक उद्दिष्ट हे सिद्ध करणे आहे की 10 चे Q मूल्य प्राप्त केले जाऊ शकते.

आणखी एक वैज्ञानिक उद्दिष्ट म्हणजे ITER कडे खूप असेल बराच वेळ"बर्निंग" - एका तासापर्यंत वाढलेल्या कालावधीचा आवेग. ITER ही एक संशोधन प्रायोगिक अणुभट्टी आहे जी सतत ऊर्जा निर्माण करू शकत नाही. जेव्हा ITER कार्य करण्यास प्रारंभ करेल, तेव्हा ते एका तासासाठी चालू असेल, त्यानंतर ते बंद करणे आवश्यक आहे. हे महत्त्वाचे आहे कारण आतापर्यंत आम्ही तयार केलेली मानक उपकरणे कित्येक सेकंद किंवा सेकंदाच्या दहाव्या भागाची बर्निंग टाइम ठेवण्यास सक्षम आहेत - ही कमाल आहे. "जॉइंट युरोपियन टोरस" ने 20 सेकंदांच्या पल्स लांबीसह अंदाजे दोन सेकंदांच्या बर्न वेळेसह 1 चे Q मूल्य गाठले. परंतु काही सेकंद टिकणारी प्रक्रिया खरोखरच कायमस्वरूपी नसते. कारचे इंजिन सुरू करण्याच्या सादृश्यतेनुसार: थोडक्यात इंजिन चालू करणे आणि नंतर ते बंद करणे हे अद्याप कारचे वास्तविक ऑपरेशन नाही. अर्धा तास गाडी चालवली तरच पोहोचेल स्थिर मोडकार्य करा आणि दाखवा की अशी कार खरोखर चालविली जाऊ शकते.

म्हणजेच, तांत्रिक आणि वैज्ञानिक दृष्टिकोनातून, ITER 10 चे Q मूल्य आणि वाढीव बर्न वेळ प्रदान करेल.

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रोग्राम खरोखरच आंतरराष्ट्रीय आणि व्यापक स्वरूपाचा आहे. लोक आधीच ITER च्या यशावर अवलंबून आहेत आणि त्याबद्दल विचार करत आहेत पुढचे पाऊल- DEMO नावाच्या औद्योगिक थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीचा प्रोटोटाइप तयार करणे. ते तयार करण्यासाठी, ITER काम करणे आवश्यक आहे. आपण आपली वैज्ञानिक उद्दिष्टे साध्य केली पाहिजेत कारण याचा अर्थ असा होईल की आपण मांडलेल्या कल्पना पूर्णपणे व्यवहार्य आहेत. तथापि, मी सहमत आहे की आपण नेहमी पुढे काय होईल याचा विचार केला पाहिजे. याव्यतिरिक्त, ITER 25-30 वर्षे कार्य करत असल्याने, आमचे ज्ञान हळूहळू खोलवर आणि विस्तारत जाईल आणि आम्ही आमच्या पुढील चरणाची अधिक अचूक रूपरेषा करण्यास सक्षम होऊ.

खरंच, ITER हा टोकमाक असावा की नाही याबद्दल वाद नाही. काही शास्त्रज्ञ हा प्रश्न अगदी वेगळ्या पद्धतीने मांडतात: ITER अस्तित्वात असावा का? मधील विशेषज्ञ विविध देश, इतके मोठे थर्मोन्यूक्लियर प्रकल्प नसलेले स्वतःचे विकसित करणे, एवढ्या मोठ्या अणुभट्टीची अजिबात गरज नाही असा युक्तिवाद करतात.

तथापि, त्यांचे मत क्वचितच अधिकृत मानले जावे. अनेक दशकांपासून टॉरॉइडल सापळ्यांवर काम करणारे भौतिकशास्त्रज्ञ ITER च्या निर्मितीमध्ये गुंतले होते. कराडशमधील प्रायोगिक थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीची रचना डझनभर पूर्ववर्ती टोकमाक्सवरील प्रयोगांदरम्यान मिळालेल्या सर्व ज्ञानावर आधारित होती. आणि हे परिणाम सूचित करतात की अणुभट्टी टोकमाक असावी आणि ती मोठी असावी.

जेईटी या क्षणी, एबिंग्डन या ब्रिटीश शहरात ईयूने बांधलेले जेईटी सर्वात यशस्वी टोकामाक मानले जाऊ शकते. ही आजपर्यंतची सर्वात मोठी टोकमाक-प्रकारची अणुभट्टी आहे, प्लाझ्मा टॉरसची मोठी त्रिज्या 2.96 मीटर आहे. थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियेची शक्ती 10 सेकंदांपर्यंत टिकवून ठेवण्याच्या वेळेसह 20 मेगावॅटपेक्षा जास्त आधीच पोहोचली आहे. अणुभट्टी प्लाझ्मामध्ये टाकलेल्या सुमारे 40% ऊर्जा परत करते.

हे प्लाझमाचे भौतिकशास्त्र आहे जे ऊर्जा संतुलन ठरवते,” इगोर सेमेनोव्ह यांनी Infox.ru ला सांगितले. एनर्जी बॅलन्स म्हणजे काय, एमआयपीटीचे सहयोगी प्राध्यापक येथे वर्णन करतात साधे उदाहरण: “आम्ही सर्वांनी आग जळताना पाहिली. खरं तर, तेथे लाकूड जळत नाही, तर वायू आहे. तिथली ऊर्जा साखळी अशी आहे: वायू जळतो, लाकूड तापतो, लाकूड बाष्पीभवन होते, वायू पुन्हा जळतो. म्हणून, जर आपण आगीवर पाणी फेकले तर आपण द्रव पाण्याच्या बाष्प अवस्थेत फेज संक्रमणासाठी सिस्टममधून अचानक ऊर्जा घेऊ. शिल्लक नकारात्मक होईल आणि आग विझेल. आणखी एक मार्ग आहे - आपण फक्त फायरब्रँड्स घेऊ शकतो आणि ते अंतराळात पसरवू शकतो. आगही विझणार. आपण बांधत असलेल्या थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीतही तेच आहे. या अणुभट्टीसाठी योग्य सकारात्मक ऊर्जा संतुलन तयार करण्यासाठी परिमाण निवडले जातात. भविष्यात एक वास्तविक अणुऊर्जा प्रकल्प तयार करण्यासाठी पुरेसे आहे, या प्रायोगिक टप्प्यावर सध्या निराकरण न झालेल्या सर्व समस्या सोडवणे.

अणुभट्टीचे परिमाण एकदाच बदलले. हे 20 व्या-21 व्या शतकाच्या शेवटी घडले, जेव्हा युनायटेड स्टेट्सने या प्रकल्पातून माघार घेतली आणि उर्वरित सदस्यांना लक्षात आले की ITER बजेट (त्यावेळी 10 अब्ज यूएस डॉलर्सचा अंदाज होता) खूप मोठा होता. स्थापनेचा खर्च कमी करण्यासाठी भौतिकशास्त्रज्ञ आणि अभियंते आवश्यक होते. आणि हे केवळ आकारामुळे केले जाऊ शकते. ITER च्या "पुनर्रचना" चे नेतृत्व फ्रेंच भौतिकशास्त्रज्ञ रॉबर्ट आयमार यांनी केले होते, ज्यांनी पूर्वी कराडशमधील फ्रेंच टोरे सुप्रा टोकामाकवर काम केले होते. प्लाझ्मा टॉरसची बाह्य त्रिज्या 8.2 वरून 6.3 मीटर पर्यंत कमी केली गेली आहे. तथापि, आकार कमी करण्याशी संबंधित जोखमींची अंशतः भरपाई अनेक अतिरिक्त सुपरकंडक्टिंग मॅग्नेटद्वारे केली गेली, ज्यामुळे प्लाझ्मा बंदिवास मोड लागू करणे शक्य झाले, जे त्या वेळी खुले आणि अभ्यासले गेले होते.

अलीकडेच, मॉस्को इन्स्टिट्यूट ऑफ फिजिक्स अँड टेक्नॉलॉजीने ITER प्रकल्पाचे रशियन सादरीकरण आयोजित केले होते, ज्यामध्ये टोकमाक तत्त्वावर चालणारी थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी तयार करण्याची योजना आहे. रशियामधील शास्त्रज्ञांच्या गटाने आंतरराष्ट्रीय प्रकल्प आणि या ऑब्जेक्टच्या निर्मितीमध्ये रशियन भौतिकशास्त्रज्ञांच्या सहभागाबद्दल सांगितले. Lenta.ru ने ITER सादरीकरणाला हजेरी लावली आणि प्रकल्पातील सहभागींपैकी एकाशी बोलले.

ITER (ITER, आंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर प्रायोगिक अणुभट्टी - आंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर प्रायोगिक अणुभट्टी) हा एक थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी प्रकल्प आहे जो एखाद्याला त्यांच्यासाठी थर्मोन्यूक्लियर तंत्रज्ञानाचे प्रदर्शन आणि अन्वेषण करण्यास अनुमती देतो पुढील वापरशांततापूर्ण आणि व्यावसायिक हेतूंसाठी. प्रकल्पाच्या निर्मात्यांना विश्वास आहे की नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन भविष्यातील ऊर्जा बनू शकते आणि आधुनिक वायू, तेल आणि कोळशाचा पर्याय म्हणून काम करू शकते. पारंपारिक ऊर्जेच्या तुलनेत ITER तंत्रज्ञानाची सुरक्षितता, पर्यावरण मित्रत्व आणि प्रवेशयोग्यता संशोधकांनी लक्षात घेतली. प्रकल्पाची जटिलता लार्ज हॅड्रॉन कोलायडरशी तुलना करता येते; अणुभट्टीच्या स्थापनेत दहा दशलक्षाहून अधिक संरचनात्मक घटकांचा समावेश आहे.

ITER बद्दल

Tokamak toroidal चुंबकांना 80 हजार किलोमीटर सुपरकंडक्टिंग फिलामेंट्सची आवश्यकता असते; त्यांचे एकूण वजन 400 टनांपर्यंत पोहोचते. अणुभट्टीचे वजन सुमारे 23 हजार टन असेल. तुलना करण्यासाठी, पॅरिसमधील आयफेल टॉवरचे वजन फक्त 7.3 हजार टन आहे. टोकमाकमधील प्लाझ्माचे प्रमाण 840 घनमीटरपर्यंत पोहोचेल, तर, उदाहरणार्थ, यूकेमध्ये कार्यरत या प्रकारच्या सर्वात मोठ्या अणुभट्टीमध्ये - जेईटी - व्हॉल्यूम शंभर क्यूबिक मीटरच्या बरोबरीचे आहे.

टोकामॅकची उंची 73 मीटर असेल, त्यापैकी 60 मीटर जमिनीच्या वर आणि 13 मीटर खाली असेल. तुलना करण्यासाठी, मॉस्को क्रेमलिनच्या स्पास्काया टॉवरची उंची 71 मीटर आहे. मुख्य अणुभट्टी प्लॅटफॉर्म 42 हेक्टर क्षेत्र व्यापेल, जे 60 फुटबॉल मैदानांच्या क्षेत्राशी तुलना करता येईल. टोकामाक प्लाझ्मामधील तापमान 150 दशलक्ष अंश सेल्सिअसपर्यंत पोहोचेल, जे सूर्याच्या केंद्रस्थानी असलेल्या तापमानापेक्षा दहापट जास्त आहे.

2010 च्या उत्तरार्धात ITER च्या बांधकामात, एकाच वेळी पाच हजार लोकांचा समावेश करण्याची योजना आखण्यात आली आहे - यात कामगार आणि अभियंते तसेच प्रशासकीय कर्मचारी यांचा समावेश असेल. ITER चे अनेक घटक भूमध्य समुद्राजवळील बंदरातून सुमारे 104 किलोमीटर लांबीच्या खास बांधलेल्या रस्त्याने वाहून नेले जातील. विशेषतः, स्थापनेचा सर्वात जड तुकडा त्यासह वाहून नेला जाईल, ज्याचे वस्तुमान 900 टनांपेक्षा जास्त असेल आणि लांबी सुमारे दहा मीटर असेल. ITER स्थापनेच्या बांधकाम साइटवरून 2.5 दशलक्ष घनमीटरपेक्षा जास्त पृथ्वी काढून टाकली जाईल.

डिझाइन आणि बांधकाम कामांची एकूण किंमत 13 अब्ज युरो आहे. हे निधी 35 देशांच्या हिताचे प्रतिनिधित्व करणाऱ्या सात मुख्य प्रकल्प सहभागींद्वारे वाटप केले जातात. तुलनेसाठी, लार्ज हॅड्रॉन कोलायडर बांधण्याचा आणि त्याची देखभाल करण्याचा एकूण खर्च जवळपास निम्म्या इतका आहे आणि आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानकाच्या उभारणीसाठी आणि देखरेखीसाठी जवळपास दीडपट जास्त खर्च येतो.

टोकामाक

आज जगात थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्ट्यांचे दोन आशादायक प्रकल्प आहेत: टोकमाक ( ते roidal kaसह मोजा maकुजलेला ला atushki) आणि तारकीय. दोन्ही स्थापनेमध्ये, प्लाझ्मा चुंबकीय क्षेत्राद्वारे समाविष्ट असतो, परंतु टोकमाकमध्ये तो टॉरॉइडल कॉर्डच्या स्वरूपात असतो ज्याद्वारे विद्युत प्रवाह जातो, तर तारकांमध्ये चुंबकीय क्षेत्र बाह्य कॉइलद्वारे प्रेरित होते. थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्ट्यांमध्ये, हलक्या घटकांपासून जड घटकांच्या संश्लेषणाच्या प्रतिक्रिया (हायड्रोजन समस्थानिकेपासून हेलियम - ड्यूटेरियम आणि ट्रिटियम) होतात, परंपरागत अणुभट्ट्यांच्या विरूद्ध, जेथे जड अणुभट्ट्यांचा हलका घटकांमध्ये क्षय होण्याची प्रक्रिया सुरू केली जाते.

फोटो: राष्ट्रीय संशोधन केंद्र "कुर्चाटोव्ह संस्था" / nrcki.ru

टोकामॅकमधील विद्युत प्रवाहाचा उपयोग प्लाझ्माला सुमारे 30 दशलक्ष अंश सेल्सिअस तापमानापर्यंत गरम करण्यासाठी देखील केला जातो; पुढील हीटिंग विशेष उपकरणांद्वारे चालते.

टोकमाकची सैद्धांतिक रचना 1951 मध्ये सोव्हिएत भौतिकशास्त्रज्ञ आंद्रेई सखारोव्ह आणि इगोर टॅम यांनी प्रस्तावित केली होती आणि पहिली स्थापना 1954 मध्ये यूएसएसआरमध्ये बांधली गेली होती. तथापि, शास्त्रज्ञांना दीर्घकाळ स्थिर स्थितीत प्लाझ्मा राखता आला नाही आणि 1960 च्या मध्यापर्यंत जगाला खात्री पटली की टोकमाकवर आधारित नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन अशक्य आहे.

पण अवघ्या तीन वर्षांनंतर, लेव्ह आर्ट्सिमोविचच्या नेतृत्वाखाली कुर्चाटोव्ह इन्स्टिट्यूट ऑफ ॲटॉमिक एनर्जी येथे टी-३ इंस्टॉलेशनमध्ये, प्लाझ्माला पाच दशलक्ष अंश सेल्सिअसपेक्षा जास्त तापमानापर्यंत गरम करणे आणि ते थोड्या काळासाठी ठेवणे शक्य झाले. वेळ प्रयोगाला उपस्थित असलेल्या ग्रेट ब्रिटनमधील शास्त्रज्ञांनी त्यांच्या उपकरणांवर सुमारे दहा दशलक्ष अंश तापमानाची नोंद केली. यानंतर, जगात एक वास्तविक टोकमाक बूम सुरू झाला, ज्यामुळे जगात सुमारे 300 स्थापना तयार केल्या गेल्या, त्यापैकी सर्वात मोठे युरोप, जपान, यूएसए आणि रशियामध्ये आहेत.

प्रतिमा: Rfassbind/ wikipedia.org

ITER व्यवस्थापन

ITER 5-10 वर्षांत कार्यान्वित होईल या आत्मविश्वासाचा आधार काय आहे? कोणत्या व्यावहारिक आणि सैद्धांतिक घडामोडींवर?

रशियन बाजूने, आम्ही नमूद केलेल्या कामाचे वेळापत्रक पूर्ण करत आहोत आणि त्याचे उल्लंघन करणार नाही. दुर्दैवाने, मुख्यत्वेकरून युरोपमध्ये, इतरांद्वारे चालवल्या जाणाऱ्या कामात काही विलंब आपण पाहतो; अमेरिकेत अर्धवट विलंब होत असून प्रकल्पाला काहीसा विलंब होईल, असा कल आहे. ताब्यात घेतले पण थांबले नाही. ते काम करेल असा आत्मविश्वास आहे. प्रकल्पाची संकल्पना स्वतःच पूर्णपणे सैद्धांतिक आणि व्यावहारिकदृष्ट्या गणना आणि विश्वासार्ह आहे, म्हणून मला वाटते की ते कार्य करेल. तो पूर्णपणे घोषित निकाल देईल की नाही... आम्ही प्रतीक्षा करू आणि पाहू.

प्रकल्प अधिक संशोधन प्रकल्प आहे?

नक्कीच. नमूद केलेला निकाल हा प्राप्त केलेला निकाल नाही. जर ते पूर्ण मिळाले तर मला खूप आनंद होईल.

ITER प्रकल्पात कोणते नवीन तंत्रज्ञान आले आहे, दिसत आहेत किंवा दिसतील?

ITER प्रकल्प हा केवळ एक अति-जटिल नाही, तर एक अति-तणावपूर्ण प्रकल्प आहे. ऊर्जेचा भार, ऑपरेटिंग परिस्थितीमध्ये तणावपूर्ण काही घटक, आमच्या सिस्टमसह. त्यामुळे या प्रकल्पात नवीन तंत्रज्ञानाचा जन्म झाला पाहिजे.

उदाहरण आहे का?

जागा. उदाहरणार्थ, आमचे डायमंड डिटेक्टर. आम्ही आमचे डायमंड डिटेक्टर स्पेस ट्रकवर वापरण्याच्या शक्यतेवर चर्चा केली, जी परमाणु वाहने आहेत जी काही वस्तू जसे की उपग्रह किंवा स्थानकांना कक्षेतून कक्षेत नेतात. स्पेस ट्रकसाठी असा प्रकल्प आहे. बोर्डवर आण्विक अणुभट्टी असलेले हे उपकरण असल्याने, जटिल ऑपरेटिंग परिस्थितीसाठी विश्लेषण आणि नियंत्रण आवश्यक आहे, त्यामुळे आमचे डिटेक्टर हे सहजपणे करू शकतात. याक्षणी, अशा निदान तयार करण्याचा विषय अद्याप निधी नाही. जर ते तयार केले गेले तर ते लागू केले जाऊ शकते आणि नंतर विकासाच्या टप्प्यावर त्यात पैसे गुंतवण्याची गरज नाही, परंतु केवळ विकास आणि अंमलबजावणीच्या टप्प्यावर.

सोव्हिएत आणि पाश्चात्य घडामोडींच्या तुलनेत 2000 आणि 1990 च्या दशकातील आधुनिक रशियन घडामोडींचा वाटा किती आहे?

जागतिक तुलनेत ITER मध्ये रशियन वैज्ञानिक योगदानाचा वाटा खूप मोठा आहे. मला ते नक्की माहित नाही, पण ते खूप लक्षणीय आहे. हे प्रकल्पातील आर्थिक सहभागाच्या रशियन टक्केवारीपेक्षा स्पष्टपणे कमी नाही, कारण इतर अनेक संघांमध्ये मोठ्या संख्येने रशियन आहेत जे इतर संस्थांमध्ये काम करण्यासाठी परदेशात गेले आहेत. जपान आणि अमेरिकेत, सर्वत्र, आम्ही त्यांच्याशी चांगले संवाद साधतो आणि कार्य करतो, त्यापैकी काही युरोपचे प्रतिनिधित्व करतात, तर काही अमेरिकेचे प्रतिनिधित्व करतात. याव्यतिरिक्त, देखील आहेत वैज्ञानिक शाळा. म्हणूनच, आम्ही पूर्वी जे केले होते त्यापेक्षा अधिक विकसित होत आहोत की नाही याबद्दल... एका महान व्यक्तीने म्हटले की "आम्ही टायटन्सच्या खांद्यावर उभे आहोत," म्हणून सोव्हिएत काळात विकसित केलेला पाया निर्विवादपणे महान आहे आणि त्याशिवाय आम्ही आहोत. काहीही आम्ही करू शकलो नाही. पण या क्षणीही आपण उभे नसून, पुढे जात आहोत.

तुमचा ग्रुप ITER मध्ये नक्की काय करतो?

माझ्या विभागात विभाग आहे. विभाग अनेक डायग्नोस्टिक्स विकसित करत आहे; आमचा सेक्टर विशेषत: व्हर्टिकल न्यूट्रॉन चेंबर, ITER न्यूट्रॉन डायग्नोस्टिक्स विकसित करत आहे आणि डिझाइनपासून उत्पादनापर्यंतच्या विस्तृत समस्यांचे निराकरण करतो, तसेच विकासाशी संबंधित संशोधन कार्य पार पाडतो, विशेषतः, हिऱ्याच्या शोधक डायमंड डिटेक्टर हे एक अद्वितीय उपकरण आहे, जे मूळत: आमच्या प्रयोगशाळेत तयार केले गेले आहे. पूर्वी बऱ्याच थर्मोन्यूक्लियर इंस्टॉलेशन्समध्ये वापरला जात असे, आता ते अमेरिकेपासून जपानपर्यंत अनेक प्रयोगशाळांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते; ते, समजा, आमचे अनुसरण केले, परंतु आम्ही वरच आहोत. आता आम्ही डायमंड डिटेक्टर बनवत आहोत आणि त्यांची पातळी गाठणार आहोत औद्योगिक उत्पादन(लहान प्रमाणातील उत्पादन).

हे डिटेक्टर कोणत्या उद्योगात वापरले जाऊ शकतात?

या प्रकरणात, हे थर्मोन्यूक्लियर संशोधन आहेत, आम्ही असे गृहीत धरतो की त्यांना अणुऊर्जेमध्ये मागणी असेल.

डिटेक्टर नेमके काय करतात, ते काय मोजतात?

न्यूट्रॉन. न्यूट्रॉनपेक्षा अधिक मौल्यवान उत्पादन नाही. तुम्ही आणि माझ्यातही न्यूट्रॉन असतात.

न्यूट्रॉनची कोणती वैशिष्ट्ये मोजतात?

वर्णपट. प्रथम, ITER मध्ये सोडवलेले तात्काळ कार्य म्हणजे न्यूट्रॉन एनर्जी स्पेक्ट्राचे मापन. याव्यतिरिक्त, ते न्यूट्रॉनची संख्या आणि उर्जेचे निरीक्षण करतात. दुसरे, अतिरिक्त कार्य अणुऊर्जेशी संबंधित आहे: आपल्याकडे समांतर विकास आहेत जे थर्मल न्यूट्रॉन देखील मोजू शकतात, जे परमाणु अणुभट्ट्यांचा आधार आहेत. हे आमच्यासाठी दुय्यम कार्य आहे, परंतु ते विकसित केले जात आहे, म्हणजेच आम्ही येथे काम करू शकतो आणि त्याच वेळी अणुऊर्जेमध्ये यशस्वीरित्या लागू होऊ शकणारे विकास घडवू शकतो.

तुम्ही तुमच्या संशोधनात कोणत्या पद्धती वापरता: सैद्धांतिक, व्यावहारिक, संगणक मॉडेलिंग?

प्रत्येकजण: जटिल गणितातून (गणितीय भौतिकशास्त्राच्या पद्धती) आणि गणितीय मॉडेलिंगप्रयोगांपूर्वी. सगळ्यात जास्त वेगळे प्रकारआम्ही करत असलेली गणना प्रयोगांद्वारे पुष्टी आणि सत्यापित केली जाते, कारण आमच्याकडे थेट अनेक ऑपरेटिंग न्यूट्रॉन जनरेटर असलेली प्रायोगिक प्रयोगशाळा आहे, ज्यावर आम्ही स्वतः विकसित केलेल्या प्रणालींची चाचणी करतो.

तुमच्या प्रयोगशाळेत कार्यरत अणुभट्टी आहे का?

अणुभट्टी नाही, तर न्यूट्रॉन जनरेटर. न्यूट्रॉन जनरेटर हे खरे तर प्रश्नातील थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियांचे एक लघु मॉडेल आहे. तेथे सर्व काही समान आहे, फक्त प्रक्रिया थोडी वेगळी आहे. हे प्रवेगक तत्त्वावर कार्य करते - हे विशिष्ट आयनांचे एक तुळई आहे जे लक्ष्याला आदळते. म्हणजेच, प्लाझ्माच्या बाबतीत, आपल्याकडे एक गरम वस्तू आहे ज्यामध्ये प्रत्येक अणूमध्ये उच्च ऊर्जा असते आणि आपल्या बाबतीत, विशेष प्रवेगक आयन समान आयनांसह संतृप्त लक्ष्यावर आदळतो. त्यानुसार, एक प्रतिक्रिया येते. चला असे म्हणूया की ही एक प्रकारे आपण समान फ्यूजन प्रतिक्रिया करू शकता; सिद्ध झाले आहे की फक्त गोष्ट आहे ही पद्धतनाहीये उच्च कार्यक्षमता, म्हणजे, तुम्हाला सकारात्मक ऊर्जा आउटपुट मिळणार नाही, परंतु तुम्हाला प्रतिक्रिया स्वतःच मिळेल - आम्ही थेट निरीक्षण करतो ही प्रतिक्रियाआणि कण आणि त्यात जाणारे सर्व काही.

लेसर,

आम्ही म्हणतो की आम्ही सूर्याला एका पेटीत ठेवू. कल्पना सुंदर आहे. समस्या अशी आहे की आम्हाला बॉक्स कसा बनवायचा हे माहित नाही.

पियरे-गिल्स डी जेनेस
फ्रेंच नोबेल पारितोषिक विजेते

प्रत्येकजण इलेक्ट्रॉनिक उपकरणेआणि यंत्रांना ऊर्जेची गरज असते आणि मानवतेला त्याचा भरपूर वापर होतो. परंतु जीवाश्म इंधन संपत चालले आहे आणि पर्यायी ऊर्जा अद्याप पुरेशी प्रभावी नाही.
ऊर्जा मिळविण्याची एक पद्धत आहे जी सर्व गरजा पूर्ण करते - थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन. थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनची प्रतिक्रिया (हायड्रोजनचे हेलियममध्ये रूपांतर आणि ऊर्जा सोडणे) सूर्यामध्ये सतत घडते आणि या प्रक्रियेमुळे ग्रहाला ऊर्जा मिळते. सूर्यकिरणे. आपण फक्त पृथ्वीवर त्याचे अनुकरण करणे आवश्यक आहे, लहान प्रमाणात. उच्च दाब आणि अतिशय उच्च तापमान (सूर्यापेक्षा 10 पट जास्त) प्रदान करणे पुरेसे आहे आणि फ्यूजन प्रतिक्रिया सुरू केली जाईल. अशा परिस्थिती निर्माण करण्यासाठी, आपल्याला थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी तयार करणे आवश्यक आहे. हे पृथ्वीवरील अधिक मुबलक संसाधने वापरेल, पारंपारिक अणुऊर्जा प्रकल्पांपेक्षा सुरक्षित आणि अधिक शक्तिशाली असेल. 40 वर्षांहून अधिक काळ, ते तयार करण्याचे प्रयत्न केले गेले आणि प्रयोग केले गेले. अलिकडच्या वर्षांत, प्रोटोटाइपपैकी एकाने खर्च करण्यापेक्षा जास्त ऊर्जा मिळविण्यात व्यवस्थापित केले. या क्षेत्रातील सर्वात महत्वाकांक्षी प्रकल्प खाली सादर केले आहेत:

सरकारी प्रकल्प

सर्वाधिक सार्वजनिक लक्ष अलीकडेदुसऱ्या थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीच्या डिझाइनकडे जाते - वेंडेलस्टीन 7-एक्स स्टेलरेटर (स्टेलरेटर त्याच्या अंतर्गत संरचनेत ITER पेक्षा अधिक जटिल आहे, जो टोकामॅक आहे). 1 अब्ज डॉलर्सपेक्षा जास्त खर्च करून, जर्मन शास्त्रज्ञांनी 2015 पर्यंत 9 वर्षांत अणुभट्टीचे स्केल-डाउन प्रात्यक्षिक मॉडेल तयार केले. तो दाखवतो तर चांगले परिणामएक मोठी आवृत्ती तयार केली जाईल.

फ्रान्सचे मेगाज्युल लेसर जगातील सर्वात शक्तिशाली लेसर असेल आणि फ्यूजन अणुभट्टी तयार करण्याची लेसर-आधारित पद्धत विकसित करण्याचा प्रयत्न करेल. फ्रेंच इन्स्टॉलेशन 2018 मध्ये सुरू होण्याची अपेक्षा आहे.

NIF (नॅशनल इग्निशन फॅसिलिटी) यूएसए मध्ये 12 वर्षांमध्ये आणि 2012 पर्यंत 4 अब्ज डॉलर्समध्ये बांधले गेले. त्यांनी तंत्रज्ञानाची चाचणी घेणे आणि नंतर लगेच अणुभट्टी बांधणे अपेक्षित होते, परंतु असे दिसून आले की, विकिपीडियाच्या अहवालानुसार, महत्त्वपूर्ण काम आवश्यक असल्यास प्रणाली इग्निशनपर्यंत पोहोचण्यासाठी नेहमीच असते. परिणामी, भव्य योजना रद्द करण्यात आल्या आणि शास्त्रज्ञांनी हळूहळू लेसर सुधारण्यास सुरुवात केली. ऊर्जा हस्तांतरण कार्यक्षमता 7% वरून 15% पर्यंत वाढवणे हे अंतिम आव्हान आहे. अन्यथा, संश्लेषण साध्य करण्याच्या या पद्धतीसाठी काँग्रेसचा निधी बंद होऊ शकतो.

2015 च्या शेवटी, सरोवमधील जगातील सर्वात शक्तिशाली लेसर स्थापनेसाठी इमारतीचे बांधकाम सुरू झाले. हे सध्याच्या अमेरिकन आणि भविष्यातील फ्रेंचपेक्षा अधिक शक्तिशाली असेल आणि अणुभट्टीच्या "लेझर" आवृत्तीच्या बांधकामासाठी आवश्यक प्रयोग करणे शक्य करेल. 2020 मध्ये बांधकाम पूर्ण होईल.

यूएस आधारित लेसर - MagLIF फ्यूजन ओळखले जाते गडद घोडाथर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन साध्य करण्याच्या पद्धतींपैकी. अलीकडे, या पद्धतीने अपेक्षेपेक्षा चांगले परिणाम दर्शविले आहेत, परंतु अद्याप शक्ती 1000 पट वाढवणे आवश्यक आहे. लेसरमध्ये सध्या सुधारणा सुरू आहे आणि 2018 पर्यंत शास्त्रज्ञांनी जितकी ऊर्जा खर्च केली तितकीच ऊर्जा मिळण्याची आशा आहे. यशस्वी झाल्यास, एक मोठी आवृत्ती तयार केली जाईल.

रशियन न्यूक्लियर फिजिक्स इन्स्टिट्यूटने "ओपन ट्रॅप" पद्धतीचा सातत्याने प्रयोग केला, जो युनायटेड स्टेट्सने 90 च्या दशकात सोडला. परिणामी, या पद्धतीसाठी अशक्य मानले जाणारे संकेतक प्राप्त झाले. BINP शास्त्रज्ञांचा असा विश्वास आहे की त्यांची स्थापना आता जर्मन Wendelstein 7-X (Q=0.1) च्या पातळीवर आहे, परंतु स्वस्त आहे. आता ते 3 अब्ज रूबलसाठी एक नवीन स्थापना तयार करत आहेत

कुर्चाटोव्ह संस्थेचे प्रमुख रशियामध्ये एक लहान थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी तयार करण्याच्या योजनांची सतत आठवण करून देतात - इग्निटर. योजनेनुसार, ते लहान असले तरी ते ITER प्रमाणे प्रभावी असले पाहिजे. त्याचे बांधकाम 3 वर्षांपूर्वी सुरू झाले असावे, परंतु ही परिस्थिती मोठ्या वैज्ञानिक प्रकल्पांसाठी वैशिष्ट्यपूर्ण आहे.

2016 च्या सुरुवातीस, चिनी टोकमाक ईस्टने 50 दशलक्ष अंश तापमान गाठले आणि ते 102 सेकंद राखले. अवाढव्य अणुभट्ट्या आणि लेझरचे बांधकाम सुरू होण्यापूर्वी, थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनच्या सर्व बातम्या अशा होत्या. एखाद्याला वाटेल की वाढत्या तापमानाला कोण जास्त काळ टिकवून ठेवू शकतो हे पाहण्याची ही केवळ शास्त्रज्ञांमधील स्पर्धा आहे. प्लाझ्मा तापमान जितके जास्त असेल आणि ते जितके जास्त काळ टिकवून ठेवता येईल तितके आपण फ्यूजन अभिक्रियाच्या सुरुवातीच्या जवळ जाऊ. जगात अशी डझनभर प्रतिष्ठाने आहेत, आणखी अनेक () () बांधली जात आहेत, त्यामुळे ईस्ट रेकॉर्ड लवकरच मोडला जाईल. थोडक्यात, या लहान अणुभट्ट्या ITER कडे पाठवण्यापूर्वी फक्त उपकरणांची चाचणी घेतात.

लॉकहीड मार्टिनने 2015 मध्ये फ्यूजन एनर्जी ब्रेकथ्रूची घोषणा केली ज्यामुळे त्यांना 10 वर्षांत एक लहान आणि मोबाइल फ्यूजन रिॲक्टर तयार करता येईल. 2040 पर्यंत खूप मोठ्या आणि अजिबात मोबाईल व्यावसायिक अणुभट्ट्या अपेक्षित नसल्याच्या कारणास्तव, महामंडळाच्या घोषणेवर संशय निर्माण झाला. पण कंपनीकडे भरपूर संसाधने आहेत, त्यामुळे कोणास ठाऊक. 2020 मध्ये एक प्रोटोटाइप अपेक्षित आहे.

लोकप्रिय सिलिकॉन व्हॅली स्टार्टअप हेलिओन एनर्जीची थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्राप्त करण्यासाठी स्वतःची अनोखी योजना आहे. कंपनीने $10 दशलक्ष पेक्षा जास्त जमा केले आहे आणि 2019 पर्यंत प्रोटोटाइप तयार करण्याची अपेक्षा आहे.

लो-प्रोफाइल स्टार्टअप ट्राय अल्फा एनर्जीने अलीकडेच त्याच्या फ्यूजन पद्धतीचा प्रचार करण्यासाठी प्रभावी परिणाम प्राप्त केले आहेत (सिद्धांतकारांनी फ्यूजन साध्य करण्यासाठी > 100 सैद्धांतिक मार्ग विकसित केले आहेत, टोकमाक फक्त सर्वात सोपा आणि लोकप्रिय आहे). कंपनीने 100 दशलक्ष डॉलरहून अधिक गुंतवणूकदार निधी देखील उभारला आहे.

कॅनेडियन स्टार्टअप जनरल फ्यूजन मधील अणुभट्टी प्रकल्प इतरांपेक्षा अधिक वेगळा आहे, परंतु विकासकांना त्यावर विश्वास आहे आणि त्यांनी 2020 पर्यंत अणुभट्टी तयार करण्यासाठी 10 वर्षांत $100 दशलक्षपेक्षा जास्त निधी उभारला आहे.

UK स्टार्टअप फर्स्ट लाइट ची सर्वात प्रवेशयोग्य वेबसाइट आहे, 2014 मध्ये तयार केली गेली आणि कमी खर्चात आण्विक संलयन साध्य करण्यासाठी नवीनतम वैज्ञानिक डेटा वापरण्याची योजना जाहीर केली.

एमआयटीच्या शास्त्रज्ञांनी कॉम्पॅक्ट फ्यूजन अणुभट्टीचे वर्णन करणारा एक पेपर लिहिला. ते नवीन तंत्रज्ञानावर विसंबून आहेत जे विशाल टोकामाक्सचे बांधकाम सुरू झाल्यानंतर दिसले आणि 10 वर्षांत प्रकल्प पूर्ण करण्याचे वचन दिले. त्यांना बांधकाम सुरू करण्यास हिरवा कंदील दिला जाईल की नाही हे अद्याप स्पष्ट झालेले नाही. जरी मंजूर झाले तरी, मासिकातील लेख हा स्टार्टअपपेक्षा अगदी पूर्वीचा टप्पा आहे

क्राउडफंडिंगसाठी न्यूक्लियर फ्यूजन हा कदाचित सर्वात कमी योग्य उद्योग आहे. पण त्याच्या मदतीने आणि नासाच्या निधीतून लॉरेन्सविले प्लाझ्मा फिजिक्स कंपनी आपल्या अणुभट्टीचा प्रोटोटाइप तयार करणार आहे. सर्व चालू प्रकल्पांपैकी, हा सर्वात जास्त घोटाळ्यासारखा दिसतो, परंतु कोणास ठाऊक, कदाचित ते या भव्य कामासाठी काहीतरी उपयुक्त आणतील.

ITER फक्त बांधकामासाठी एक प्रोटोटाइप असेल पूर्ण स्थापनाडेमो - पहिले व्यावसायिक फ्यूजन अणुभट्टी. त्याचे प्रक्षेपण आता 2044 मध्ये नियोजित आहे आणि हा अजूनही एक आशावादी अंदाज आहे.

पण पुढील टप्प्यासाठी योजना आहेत. संकरित थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी अणू क्षय (पारंपारिक अणुऊर्जा प्रकल्पाप्रमाणे) आणि संलयन या दोन्हींमधून ऊर्जा प्राप्त करेल. या कॉन्फिगरेशनमध्ये, ऊर्जा 10 पट जास्त असू शकते, परंतु सुरक्षितता कमी आहे. 2030 पर्यंत चीनला प्रोटोटाइप तयार करण्याची आशा आहे, परंतु तज्ञांचे म्हणणे आहे की ते अंतर्गत ज्वलन इंजिनचा शोध लागण्यापूर्वी हायब्रिड कार तयार करण्याचा प्रयत्न करण्यासारखे असेल.

तळ ओळ

जगात ऊर्जेचा नवा स्रोत आणू इच्छिणाऱ्यांची कमी नाही. आयटीईआर प्रकल्पाला त्याचे प्रमाण आणि निधी पाहता सर्वात मोठी संधी आहे, परंतु इतर पद्धती तसेच खाजगी प्रकल्पांना सूट देऊ नये. शास्त्रज्ञांनी अनेक दशकांपासून फ्यूजन प्रतिक्रिया फारसे यश न मिळण्यासाठी काम केले आहे. पण आता पूर्वीपेक्षा थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया साध्य करण्यासाठी अधिक प्रकल्प आहेत. त्या प्रत्येकाला अपयश आले तरी नवीन प्रयत्न केले जातील. पृथ्वीवर सूर्याची सूक्ष्म आवृत्ती प्रकाशित करेपर्यंत आपण विश्रांती घेऊ शकत नाही.

टॅग्ज:

फ्यूजन अणुभट्टी
ऊर्जा
भविष्यातील प्रकल्प

टॅग जोडा

1. मानवता आता मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा वापरते.

सध्या, जगाचा ऊर्जेचा वापर सुमारे 15.7 टेरावॅट (TW) आहे. हे मूल्य जागतिक लोकसंख्येनुसार विभाजित केल्यास, आम्हाला प्रति व्यक्ती अंदाजे 2400 वॅट्स मिळतात, ज्याचा सहज अंदाज आणि कल्पना करता येते. पृथ्वीवरील प्रत्येक रहिवासी (मुलांसह) वापरत असलेली ऊर्जा 24 शंभर वॅटच्या विद्युत दिव्यांच्या राउंड-द-क्लोक ऑपरेशनशी संबंधित आहे. तथापि, संपूर्ण ग्रहावरील या ऊर्जेचा वापर खूप असमान आहे, कारण तो अनेक देशांमध्ये खूप मोठा आहे आणि इतरांमध्ये नगण्य आहे. वापर (एका व्यक्तीच्या दृष्टीने) यूएसए मध्ये 10.3 किलोवॅट (विक्रमी मूल्यांपैकी एक), रशियन फेडरेशनमध्ये 6.3 किलोवॅट, यूकेमध्ये 5.1 किलोवॅट, इत्यादी समान आहे, परंतु, दुसरीकडे, ते समान आहे बांगलादेशात फक्त 0.21 kW (यूएस ऊर्जा वापराच्या फक्त 2%!).

2. जागतिक ऊर्जा वापर नाटकीयरित्या वाढत आहे.

इंटरनॅशनल एनर्जी एजन्सी (2006) च्या अंदाजानुसार, 2030 पर्यंत जागतिक ऊर्जेचा वापर 50% ने वाढला पाहिजे. विकसित देश, अर्थातच, अतिरिक्त ऊर्जेशिवाय चांगले करू शकतात, परंतु विकसनशील देशांतील लोकांना गरिबीतून बाहेर काढण्यासाठी ही वाढ आवश्यक आहे, जेथे 1.5 अब्ज लोक तीव्र वीज टंचाईने ग्रस्त आहेत.

3. सध्या, जगातील 80% ऊर्जा जीवाश्म इंधन जळण्यापासून येते (तेल, कोळसा आणि वायू), ज्याचा वापर:
अ) संभाव्य आपत्तीजनक पर्यावरणीय बदलांचा धोका आहे;
b) अपरिहार्यपणे एखाद्या दिवशी समाप्त होणे आवश्यक आहे.

सध्या, अणुऊर्जा प्रकल्प मोठ्या प्रमाणावर अणु केंद्रकांच्या विखंडन प्रतिक्रियांदरम्यान सोडलेली ऊर्जा तयार करतात. अशा स्टेशन्सच्या निर्मितीला आणि विकासाला प्रत्येक संभाव्य मार्गाने प्रोत्साहन दिले पाहिजे, परंतु हे लक्षात घेतले पाहिजे की त्यांच्या ऑपरेशनसाठी सर्वात महत्वाच्या सामग्रीपैकी एकाचा साठा (स्वस्त युरेनियम) पुढील 50 वर्षांत पूर्णपणे वापरला जाऊ शकतो. . अणुविखंडन-आधारित उर्जेच्या शक्यता अधिक कार्यक्षम ऊर्जा चक्रांच्या वापराद्वारे लक्षणीयरीत्या वाढवल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे उत्पादित ऊर्जेचे प्रमाण जवळजवळ दुप्पट होऊ शकते. या दिशेने ऊर्जा विकसित करण्यासाठी, थोरियम अणुभट्ट्या (तथाकथित थोरियम ब्रीडर अणुभट्ट्या किंवा ब्रीडर अणुभट्ट्या) तयार करणे आवश्यक आहे, ज्यामध्ये प्रतिक्रिया मूळ युरेनियमपेक्षा जास्त थोरियम तयार करते, परिणामी एकूण उर्जेची निर्मिती होते. दिलेल्या प्रमाणासाठी पदार्थ 40 पटीने वाढतो. वेगवान न्यूट्रॉन वापरून प्लुटोनियम ब्रीडर तयार करणे देखील आशादायक दिसते, जे युरेनियम अणुभट्ट्यांपेक्षा जास्त कार्यक्षम आहेत आणि 60 पट जास्त ऊर्जा निर्माण करू शकतात. असे होऊ शकते की या क्षेत्रांचा विकास करण्यासाठी युरेनियम मिळविण्यासाठी नवीन, मानक नसलेल्या पद्धती विकसित करणे आवश्यक आहे (उदाहरणार्थ, समुद्राच्या पाण्यापासून, जे सर्वात प्रवेशयोग्य असल्याचे दिसते).

फ्यूजन पॉवर प्लांट्स

आकृती उपकरणाचे योजनाबद्ध आकृती (स्केल करण्यासाठी नाही) आणि थर्मोन्यूक्लियर पॉवर प्लांटचे ऑपरेटिंग तत्त्व दर्शवते. मध्यवर्ती भागात ~2000 m3 आकारमानाचा टॉरॉइडल (डोनट-आकाराचा) कक्ष आहे, जो ट्रिटियम-ड्यूटेरियम (T-D) प्लाझ्माने भरलेला आहे जो 100 M°C पेक्षा जास्त तापमानाला गरम केला जातो. फ्यूजन प्रतिक्रिया (1) दरम्यान तयार होणारे न्यूट्रॉन "चुंबकीय बाटली" सोडतात आणि सुमारे 1 मीटर जाडी असलेल्या आकृतीमध्ये दर्शविलेल्या शेलमध्ये प्रवेश करतात.

न्यूट्रॉन + लिथियम → हेलियम + ट्रिटियम

याव्यतिरिक्त, प्रणालीमध्ये स्पर्धात्मक प्रतिक्रिया (ट्रिटियमच्या निर्मितीशिवाय), तसेच अतिरिक्त न्यूट्रॉनच्या प्रकाशनासह अनेक प्रतिक्रिया उद्भवतात, ज्यामुळे नंतर ट्रिटियमची निर्मिती देखील होते (या प्रकरणात, अतिरिक्त न्यूट्रॉनचे प्रकाशन होऊ शकते. लक्षणीयरीत्या वर्धित, उदाहरणार्थ, शेल आणि लीडमध्ये बेरिलियम अणूंचा परिचय करून). सामान्य निष्कर्ष असा आहे की ही सुविधा (किमान सैद्धांतिकदृष्ट्या) ट्रिटियम तयार करणारी अणु संलयन प्रतिक्रिया होऊ शकते. या प्रकरणात, उत्पादित ट्रिटियमचे प्रमाण केवळ इंस्टॉलेशनच्या स्वतःच्या गरजा पूर्ण करू नये, तर ते काहीसे मोठे देखील असले पाहिजे, ज्यामुळे ट्रिटियमसह नवीन स्थापनांचा पुरवठा करणे शक्य होईल. ही ऑपरेटिंग संकल्पना आहे जी खाली वर्णन केलेल्या ITER अणुभट्टीमध्ये चाचणी आणि अंमलात आणली पाहिजे.

1985 - सोव्हिएत युनियनने फ्यूजन अणुभट्ट्या तयार करण्यात चार आघाडीच्या देशांचा अनुभव वापरून पुढील पिढीच्या टोकामाक प्लांटचा प्रस्ताव दिला. युनायटेड स्टेट्स ऑफ अमेरिका, जपान आणि युरोपियन समुदायासह, प्रकल्पाच्या अंमलबजावणीसाठी प्रस्ताव ठेवला.

सर्वात प्रगत विद्यमान टोकामाक प्रतिष्ठानांनी दीर्घकाळापर्यंत सुमारे 150 M°C तापमान गाठले आहे, जे फ्यूजन स्टेशनच्या ऑपरेशनसाठी आवश्यक असलेल्या मूल्यांच्या अगदी जवळ आहे, परंतु ITER अणुभट्टी हा दीर्घकाळासाठी डिझाइन केलेला पहिला मोठ्या प्रमाणात पॉवर प्लांट असावा. - मुदत ऑपरेशन. भविष्यात, त्याच्या ऑपरेटिंग पॅरामीटर्समध्ये लक्षणीय सुधारणा करणे आवश्यक आहे, ज्यासाठी, सर्व प्रथम, प्लाझ्मामध्ये दबाव वाढवणे आवश्यक आहे, कारण दिलेल्या तापमानात आण्विक फ्यूजनचा दर दबावाच्या वर्गाच्या प्रमाणात आहे. या प्रकरणात मुख्य वैज्ञानिक समस्या या वस्तुस्थितीशी संबंधित आहे की जेव्हा प्लाझ्मामध्ये दबाव वाढतो तेव्हा अतिशय जटिल आणि धोकादायक अस्थिरता उद्भवते, म्हणजेच अस्थिर ऑपरेटिंग मोड.

आम्हाला याची गरज का आहे?

न्यूक्लियर फ्यूजनचा मुख्य फायदा असा आहे की त्याला फक्त फारच कमी प्रमाणात पदार्थांची आवश्यकता असते जे इंधन म्हणून निसर्गात खूप सामान्य असतात. वर्णन केलेल्या स्थापनेतील आण्विक संलयन अभिक्रियामुळे प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा सोडली जाऊ शकते, जी पारंपारिक रासायनिक अभिक्रिया (जसे की जीवाश्म इंधनांचे ज्वलन) दरम्यान सोडल्या जाणाऱ्या मानक उष्णतेपेक्षा दहा दशलक्ष पट जास्त असते. तुलनेसाठी, आम्ही निदर्शनास आणतो की 1 गिगावॅट (GW) क्षमतेच्या औष्णिक वीज प्रकल्पाला उर्जा देण्यासाठी लागणारा कोळसा दररोज 10,000 टन (दहा रेल्वे गाड्या) आहे आणि त्याच उर्जेचा एक फ्यूजन प्लांट फक्त सुमारे दररोज 1 किलोग्राम D+T मिश्रण.

अशा प्रकारे, फ्यूजन अणुभट्टीसाठी प्रारंभिक इंधन लिथियम आणि पाणी आहे. लिथियम हे घरगुती उपकरणांमध्ये (सेल फोनच्या बॅटरी इ.) मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे एक सामान्य धातू आहे. वर वर्णन केलेली स्थापना, अगदी आदर्श नसलेली कार्यक्षमता लक्षात घेऊन, 200,000 kWh विद्युत उर्जा तयार करण्यास सक्षम असेल, जी 70 टन कोळशात असलेल्या उर्जेच्या समतुल्य आहे. यासाठी लागणारे लिथियम हे एका संगणकाच्या बॅटरीमध्ये असते आणि ड्युटेरियमचे प्रमाण ४५ लिटर पाण्यात असते. वरील मूल्य 30 वर्षांहून अधिक EU देशांमध्ये सध्याच्या विजेच्या वापराशी (प्रति व्यक्ती गणना) संबंधित आहे. एवढ्या क्षुल्लक प्रमाणात लिथियममुळे एवढ्या मोठ्या प्रमाणात वीज (CO2 उत्सर्जन न करता आणि वायू प्रदूषणाशिवाय) निर्माण होऊ शकते ही वस्तुस्थिती थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जेच्या जलद आणि जोमदार विकासासाठी एक गंभीर युक्तिवाद आहे (सर्व काही असूनही. अडचणी आणि समस्या) आणि अशा संशोधनाच्या यशावर शंभर टक्के आत्मविश्वास नसतानाही.

प्रायोगिक थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी (आंतरराष्ट्रीय थर्मोन्यूक्लियर प्रायोगिक अणुभट्टी) फ्रान्समधील कॅडारचे शहराजवळ बांधली जात आहे. औद्योगिक स्तरावर नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रतिक्रिया लागू करणे हे ITER प्रकल्पाचे मुख्य ध्येय आहे.

ITER ही एक सुविधा आहे जी हायड्रोजन आणि ट्रिटियम अणूंच्या (हायड्रोजनचा समस्थानिक) संश्लेषणासाठी परिस्थिती निर्माण करते, परिणामी नवीन अणू - एक हीलियम अणू तयार होतो. या प्रक्रियेसह ऊर्जेचा प्रचंड स्फोट होतो: ज्या प्लाझ्मामध्ये थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया होते त्याचे तापमान सुमारे 150 दशलक्ष अंश सेल्सिअस असते (तुलनेसाठी, सूर्याच्या गाभ्याचे तापमान 40 दशलक्ष अंश असते). या प्रकरणात, समस्थानिक जळून जातात, अक्षरशः कोणताही किरणोत्सर्गी कचरा राहत नाही.
आंतरराष्ट्रीय प्रकल्पातील सहभागाची योजना अणुभट्टीच्या घटकांचा पुरवठा आणि त्याच्या बांधकामासाठी वित्तपुरवठा प्रदान करते. या बदल्यात, प्रत्येक सहभागी देशाला थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टी तयार करण्यासाठी आणि या अणुभट्टीवरील सर्व प्रायोगिक कामाच्या परिणामांसाठी सर्व तंत्रज्ञानाचा पूर्ण प्रवेश मिळतो, जे सीरियल पॉवर थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्ट्यांच्या डिझाइनसाठी आधार म्हणून काम करेल.

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनच्या तत्त्वावर आधारित अणुभट्टीमध्ये कोणतेही किरणोत्सर्गी किरणोत्सर्ग नाही आणि पर्यावरणासाठी पूर्णपणे सुरक्षित आहे. हे जगात जवळजवळ कोठेही असू शकते आणि त्यासाठी इंधन सामान्य पाणी आहे. ITER चे बांधकाम सुमारे दहा वर्षे चालणे अपेक्षित आहे, त्यानंतर अणुभट्टी 20 वर्षे वापरात राहणे अपेक्षित आहे.

येत्या काही वर्षांत, ITER थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीच्या बांधकामासाठीच्या आंतरराष्ट्रीय संस्थेच्या परिषदेत रशियाच्या हिताचे प्रतिनिधित्व रशियन अकादमी ऑफ सायन्सेसचे संबंधित सदस्य मिखाईल कोवलचुक, रशियन संशोधन केंद्र कुर्चाटोव्ह इन्स्टिट्यूटचे संचालक, संस्था करतील. रशियन एकेडमी ऑफ सायन्सेसचे क्रिस्टलोग्राफी आणि विज्ञान, तंत्रज्ञान आणि शिक्षणावरील अध्यक्षीय परिषदेचे वैज्ञानिक सचिव. कोवलचुक या पदावर तात्पुरते शिक्षणतज्ज्ञ इव्हगेनी वेलीखोव्ह यांची जागा घेतील, जे पुढील दोन वर्षांसाठी ITER आंतरराष्ट्रीय परिषदेचे अध्यक्ष म्हणून निवडले गेले होते आणि या पदाला सहभागी देशाच्या अधिकृत प्रतिनिधीच्या कर्तव्यासह एकत्रित करण्याचा अधिकार नाही.

ITER ची अंदाजे थर्मोन्यूक्लियर पॉवर 500 मेगावाट आहे. वैयक्तिक चुंबक भाग 200 ते 450 टन वजनापर्यंत पोहोचतात. ITER थंड करण्यासाठी, दररोज 33 हजार घनमीटर पाण्याची आवश्यकता असेल.

सहभागींच्या संख्येच्या बाबतीत, हा प्रकल्प दुसऱ्या मोठ्या आंतरराष्ट्रीय वैज्ञानिक प्रकल्पाशी तुलना करता येतो - आंतरराष्ट्रीय अंतराळ स्थानक. ITER ची किंमत, जी पूर्वी 8 अब्ज डॉलर्सपर्यंत पोहोचली होती, नंतर ती 4 बिलियनपेक्षा कमी होती. युनायटेड स्टेट्सने सहभागातून माघार घेतल्याच्या परिणामी, अणुभट्टीची उर्जा 1.5 GW वरून 500 MW पर्यंत कमी करण्याचा निर्णय घेण्यात आला. त्यानुसार प्रकल्पाची किंमतही कमी झाली आहे.

जून 2002 मध्ये, रशियन राजधानीत "आयटीईआर डेज इन मॉस्को" ही परिसंवाद आयोजित करण्यात आला होता. यात प्रकल्पाचे पुनरुज्जीवन करण्याच्या सैद्धांतिक, व्यावहारिक आणि संस्थात्मक समस्यांवर चर्चा केली गेली, ज्याचे यश मानवतेचे नशीब बदलू शकते आणि त्याला एक नवीन प्रकारची ऊर्जा देऊ शकते, कार्यक्षमता आणि अर्थव्यवस्थेमध्ये केवळ सूर्याच्या उर्जेशी तुलना करता येते.

ITER फ्यूजन रिॲक्टर हा युरोपियन युनियन, स्वित्झर्लंड, जपान, यूएसए, रशिया, दक्षिण कोरिया, चीन आणि भारत यांचा संयुक्त प्रकल्प आहे. ITER तयार करण्याचा विचार गेल्या शतकाच्या 80 च्या दशकापासून सुरू आहे, तथापि, आर्थिक आणि तांत्रिक अडचणींमुळे प्रकल्पाची किंमत सतत वाढत आहे आणि बांधकाम सुरू होण्याची तारीख सतत पुढे ढकलली जात आहे. 2009 मध्ये, तज्ञांना अपेक्षा होती की अणुभट्टी तयार करण्याचे काम 2010 मध्ये सुरू होईल. नंतर, ही तारीख हलवली गेली आणि प्रथम 2018 आणि नंतर 2019 ही अणुभट्टीची प्रक्षेपण वेळ म्हणून नाव देण्यात आली.

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन ऊर्जा निर्मितीसाठी एक स्वस्त आणि पर्यावरणास अनुकूल मार्ग आहे. अब्जावधी वर्षांपासून सूर्यावर अनियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन होत आहे - हेलियम हे जड हायड्रोजन समस्थानिक ड्यूटेरियमपासून तयार होते. हे मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा सोडते. तथापि, पृथ्वीवरील लोक अद्याप अशा प्रतिक्रियांवर नियंत्रण ठेवण्यास शिकलेले नाहीत.

ITER अणुभट्टी इंधन म्हणून हायड्रोजन समस्थानिकांचा वापर करेल. थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया दरम्यान, जेव्हा प्रकाश अणू जड असतात तेव्हा ऊर्जा सोडली जाते. हे साध्य करण्यासाठी, गॅस 100 दशलक्ष अंशांपेक्षा जास्त तापमानात गरम करणे आवश्यक आहे - सूर्याच्या केंद्रस्थानी असलेल्या तापमानापेक्षा खूप जास्त. या तापमानात वायूचे रूपांतर प्लाझ्मामध्ये होते. त्याच वेळी, हायड्रोजन समस्थानिकांचे अणू विलीन होतात, मोठ्या संख्येने न्यूट्रॉन सोडल्याबरोबर हेलियम अणूंमध्ये बदलतात. या तत्त्वावर चालणारा पॉवर प्लांट दाट पदार्थाच्या (लिथियम) थराने कमी झालेल्या न्यूट्रॉनची ऊर्जा वापरेल.

थर्मोन्यूक्लियर इंस्टॉलेशन्सच्या निर्मितीस इतका वेळ का लागला?

1. बऱ्याच काळापासून, असे मानले जात होते की थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन उर्जेच्या व्यावहारिक वापराच्या समस्येसाठी त्वरित निर्णय आणि कृती आवश्यक नाहीत, कारण गेल्या शतकाच्या 80 च्या दशकात, जीवाश्म इंधनाचे स्त्रोत अतुलनीय वाटत होते आणि पर्यावरणीय समस्या आणि हवामान बदल घडले. जनतेची चिंता नाही. 1976 मध्ये, यू.एस. डिपार्टमेंट ऑफ एनर्जीच्या फ्यूजन एनर्जी ॲडव्हायझरी कमिटीने संशोधन निधीच्या विविध पर्यायांतर्गत R&D आणि प्रात्यक्षिक फ्यूजन पॉवर प्लांटसाठीच्या कालमर्यादेचा अंदाज लावण्याचा प्रयत्न केला. त्याच वेळी, असे आढळून आले की या दिशेने संशोधनासाठी वार्षिक निधीची मात्रा पूर्णपणे अपुरी आहे आणि जर विद्यमान विनियोगाची पातळी कायम ठेवली गेली तर थर्मोन्यूक्लियर स्थापनेची निर्मिती कधीही यशस्वी होणार नाही, कारण वाटप केलेला निधी अनुरूप नाही. अगदी किमान, गंभीर पातळीपर्यंत.

2. या क्षेत्रातील संशोधनाच्या विकासातील एक अधिक गंभीर अडथळा हा आहे की चर्चेत असलेल्या प्रकाराची थर्मोन्यूक्लियर स्थापना लहान प्रमाणात तयार केली जाऊ शकत नाही आणि प्रदर्शित केली जाऊ शकत नाही. खाली सादर केलेल्या स्पष्टीकरणांवरून, हे स्पष्ट होईल की थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजनसाठी केवळ प्लाझ्माचे चुंबकीय बंदिस्तच नाही तर ते पुरेसे गरम करणे देखील आवश्यक आहे. खर्च केलेल्या आणि प्राप्त झालेल्या ऊर्जेचे गुणोत्तर कमीत कमी इंस्टॉलेशनच्या रेषीय परिमाणांच्या चौरसाच्या प्रमाणात वाढते, ज्याचा परिणाम म्हणून थर्मोन्यूक्लियर इंस्टॉलेशन्सच्या वैज्ञानिक आणि तांत्रिक क्षमता आणि फायदे केवळ मोठ्या स्टेशन्सवर तपासले जाऊ शकतात आणि प्रदर्शित केले जाऊ शकतात, जसे की उल्लेख केलेल्या ITER अणुभट्टीप्रमाणे. यशाचा पुरेसा आत्मविश्वास येईपर्यंत समाज अशा मोठ्या प्रकल्पांना वित्तपुरवठा करण्यास तयार नव्हता.

3. थर्मोन्यूक्लियर ऊर्जेचा विकास अतिशय गुंतागुंतीचा आहे, तथापि (जेईटी आणि आयटीईआर स्थापनेसाठी अपुरा निधी आणि केंद्रे निवडण्यात अडचणी असूनही), अलिकडच्या वर्षांत स्पष्ट प्रगती दिसून आली आहे, जरी ऑपरेटिंग स्टेशन अद्याप तयार केले गेले नाही.

सध्या, मानवतेद्वारे वापरण्यात येणारी जवळजवळ सर्व ऊर्जा जीवाश्म इंधन जाळून तयार केली जाते आणि समस्येचे निराकरण सौर ऊर्जा किंवा अणुऊर्जेच्या वापराशी संबंधित असू शकते (जलद न्यूट्रॉन ब्रीडर अणुभट्ट्यांची निर्मिती इ.). विकसनशील देशांच्या वाढत्या लोकसंख्येमुळे निर्माण झालेली जागतिक समस्या आणि त्यांचे जीवनमान सुधारण्याची आणि उत्पादित ऊर्जेचे प्रमाण वाढवण्याची गरज या केवळ या दृष्टिकोनांच्या आधारे सोडवता येत नाही, जरी, अर्थातच, ऊर्जा उत्पादनाच्या पर्यायी पद्धती विकसित करण्याचा कोणताही प्रयत्न केला गेला. प्रोत्साहन दिले पाहिजे.

थर्मोन्यूक्लियर उर्जेच्या विकासाच्या मार्गावर कोणतेही मोठे आणि अनपेक्षित आश्चर्य होणार नाही अशी आशा करूया. या प्रकरणात, सुमारे 30 वर्षांमध्ये आम्ही प्रथमच ऊर्जा नेटवर्कला त्यातून विद्युत प्रवाह पुरवठा करण्यास सक्षम होऊ आणि फक्त 10 वर्षांमध्ये पहिला व्यावसायिक थर्मोन्यूक्लियर पॉवर प्लांट कार्य करण्यास सुरवात करेल. हे शक्य आहे की या शतकाच्या उत्तरार्धात, अणु संलयन ऊर्जा जीवाश्म इंधनांच्या जागी सुरू होईल आणि हळूहळू जागतिक स्तरावर मानवतेला ऊर्जा प्रदान करण्यात वाढत्या महत्त्वाची भूमिका बजावू शकेल.

आणखी एक वैज्ञानिक उद्दिष्ट आहे की ITER ला खूप लांब "बर्न" वेळ असेल - एक तासापर्यंत विस्तारित कालावधीची नाडी. ITER ही एक संशोधन प्रायोगिक अणुभट्टी आहे जी सतत ऊर्जा निर्माण करू शकत नाही. जेव्हा ITER कार्य करण्यास प्रारंभ करेल, तेव्हा ते एका तासासाठी चालू असेल, त्यानंतर ते बंद करणे आवश्यक आहे. हे महत्त्वाचे आहे कारण आत्तापर्यंत आम्ही तयार केलेली ठराविक उपकरणे कित्येक सेकंद किंवा सेकंदाचा दहावा भाग बर्न करण्यास सक्षम आहेत - ही कमाल आहे. "जॉइंट युरोपियन टोरस" ने 20 सेकंदांच्या पल्स लांबीसह अंदाजे दोन सेकंदांच्या बर्न वेळेसह 1 चे Q मूल्य गाठले. परंतु काही सेकंद टिकणारी प्रक्रिया खरोखरच कायमस्वरूपी नसते. कारचे इंजिन सुरू करण्याच्या सादृश्यतेनुसार: थोडक्यात इंजिन चालू करणे आणि नंतर ते बंद करणे हे अद्याप कारचे वास्तविक ऑपरेशन नाही. जेव्हा तुम्ही तुमची कार अर्धा तास चालवता तेव्हाच ती स्थिर ऑपरेटिंग मोडवर पोहोचते आणि अशी कार प्रत्यक्षात चालवता येते हे दाखवून देते.

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन प्रोग्राम खरोखरच आंतरराष्ट्रीय आणि व्यापक स्वरूपाचा आहे. लोक आधीच ITER च्या यशावर अवलंबून आहेत आणि पुढच्या पायरीबद्दल विचार करत आहेत - DEMO नावाच्या औद्योगिक थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीचा प्रोटोटाइप तयार करणे. ते तयार करण्यासाठी, ITER काम करणे आवश्यक आहे. आपण आपली वैज्ञानिक उद्दिष्टे साध्य केली पाहिजेत कारण याचा अर्थ असा होईल की आपण मांडलेल्या कल्पना पूर्णपणे व्यवहार्य आहेत. तथापि, मी सहमत आहे की आपण नेहमी पुढे काय होईल याचा विचार केला पाहिजे. याव्यतिरिक्त, ITER 25-30 वर्षे कार्य करत असल्याने, आमचे ज्ञान हळूहळू खोलवर आणि विस्तारत जाईल आणि आम्ही आमच्या पुढील चरणाची अधिक अचूक रूपरेषा करण्यास सक्षम होऊ.

खरंच, ITER हा टोकमाक असावा की नाही याबद्दल वाद नाही. काही शास्त्रज्ञ हा प्रश्न अगदी वेगळ्या पद्धतीने मांडतात: ITER अस्तित्वात असावा का? इतके मोठे थर्मोन्यूक्लियर प्रकल्प नसलेले, स्वतःचे विकसित करणारे विविध देशांतील तज्ज्ञांचा असा युक्तिवाद आहे की इतक्या मोठ्या अणुभट्टीची अजिबात गरज नाही.

हे प्लाझमाचे भौतिकशास्त्र आहे जे ऊर्जा संतुलन ठरवते,” इगोर सेमेनोव्ह यांनी Infox.ru ला सांगितले. एमआयपीटीच्या सहयोगी प्राध्यापकांनी एका साध्या उदाहरणासह उर्जा संतुलन काय आहे याचे वर्णन केले: “आम्ही सर्वांनी आग जळताना पाहिले आहे. खरं तर, तेथे लाकूड जळत नाही, तर वायू आहे. तिथली ऊर्जा साखळी अशी आहे: वायू जळतो, लाकूड तापतो, लाकूड बाष्पीभवन होते, वायू पुन्हा जळतो. म्हणून, जर आपण आगीवर पाणी फेकले तर आपण द्रव पाण्याच्या बाष्प अवस्थेत फेज संक्रमणासाठी सिस्टममधून अचानक ऊर्जा घेऊ. शिल्लक नकारात्मक होईल आणि आग विझेल. आणखी एक मार्ग आहे - आपण फक्त फायरब्रँड्स घेऊ शकतो आणि ते अंतराळात पसरवू शकतो. आगही विझणार. आपण बांधत असलेल्या थर्मोन्यूक्लियर अणुभट्टीतही तेच आहे. या अणुभट्टीसाठी योग्य सकारात्मक ऊर्जा संतुलन तयार करण्यासाठी परिमाण निवडले जातात. भविष्यात एक वास्तविक अणुऊर्जा प्रकल्प तयार करण्यासाठी पुरेसे आहे, या प्रायोगिक टप्प्यावर सध्या निराकरण न झालेल्या सर्व समस्या सोडवणे.