Ο κινεζικός «τεχνητός ήλιος» σημειώνει νέο παγκόσμιο ρεκόρ, διατηρεί το πλάσμα 2,6 φορές θερμότερο από τον ήλιο για 17 λεπτά

3
Ο κινεζικός «τεχνητός ήλιος» σημειώνει νέο παγκόσμιο ρεκόρ, διατηρεί το πλάσμα 2,6 φορές θερμότερο από τον ήλιο για 17 λεπτά

Νέο παγκόσμιο ρεκόρ για τον Προηγμένο Πειραματικό Υπεραγωγό (EAST) Tokamak, ή «τεχνητό ήλιο», κρατά 70 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου για 17 λεπτά.

Το πλάσμα υψηλής θερμοκρασίας είναι ένα κρίσιμο μέρος πολλών πρωτοβουλιών για την ενέργεια σύντηξης μεγάλης κλίμακας, οι οποίες προσπαθούν να αναπαράγουν ορισμένες από τις συνθήκες που καθιστούν τον Ήλιο έναν αντιδραστήρα σύντηξης αρκετά ισχυρό ώστε να θερμαίνει το ηλιακό μας σύστημα, με στόχο την παροχή ασφαλούς και καθαρής ενέργειας για ανθρωπότητα.

Στον πυρήνα του Ήλιου, οι θερμοκρασίες γύρω στους 27 εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου συγχωνεύουν περίπου 620 εκατομμύρια μετρικούς τόνους υδρογόνου σε περίπου 616 εκατομμύρια μετρικούς τόνους ηλίου κάθε δευτερόλεπτο, μετατρέποντας περίπου 4 εκατομμύρια τόνους ύλης σε ενέργεια.

Ένα μικρό μέρος αυτής της ενέργειας καταλήγει να φτάσει στη Γη με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, παρέχοντάς μας ορατό φως, υπεριώδες φως, υπέρυθρο, ραδιοκύματα, ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα, και χωρίς αυτό το γενναιόδωρο ηλιακό δώρο ενέργειας, ζωή όπως εμείς να ξέρεις ότι δεν θα ήταν ποτέ δυνατό.

Οι αντιδραστήρες σύντηξης τύπου Tokamak, όπως ο Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας (ITER), προφανώς δεν έχουν την κολοσσιαία κλίμακα και τη βαρύτητα του Ήλιου, αλλά στόχος τους είναι να θερμάνουν άτομα υδρογόνου – συγκεκριμένα, τα ισότοπα του δευτερίου και του τριτίου – σε ένα σημείο κατά την οποία αρχίζουν να συγκρούονται μεταξύ τους, συγχωνεύοντας και απελευθερώνοντας ενέργεια που μπορεί να συλλεχθεί και να διατηρήσει την αντίδραση καθώς εισάγονται περισσότερα άτομα υδρογόνου.

Η θερμοκρασία στόχος του ITER είναι 150 εκατομμύρια °C. Η εγκατάσταση EAST της Κίνας, η οποία είναι βασικός συνεργάτης του έργου ITER, έχει ήδη φτάσει σε αυτό το σημείο, φτάνοντας τους 160 εκατομμύρια °C για 20 δευτερόλεπτα και διατηρώντας τους 120 εκατομμύρια °C για 101 δευτερόλεπτα σε ξεχωριστά πειράματα που ανακοινώθηκαν τον περασμένο Μάιο.

Το τελευταίο πείραμα εξέτασε την ικανότητα του κινέζικου tokamak να αντέχει σε ακραίες θερμοκρασίες για μεγαλύτερες περιόδους, διατηρώντας θερμοκρασία 2,6 φορές μεγαλύτερη από αυτή του πυρήνα του Ήλιου για περίπου 17 λεπτά και 36 δευτερόλεπτα. Κανείς δεν έχει κρατήσει ποτέ ένα πλάσμα σε υψηλή θερμοκρασία για 1.000 δευτερόλεπτα πριν, επομένως αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό ορόσημο.

Είναι φυσικό να αναρωτιόμαστε πώς αυτές οι τρελές θερμοκρασίες μπορούν να υπάρχουν στη Γη χωρίς να λιώσει ή να καεί ολόκληρη η εγκατάσταση tokamak. Βασικά, το σχήμα ντόνατ του εσωτερικού θαλάμου του tokamak είναι επενδεδυμένο με τα πιο ανθεκτικά στη θερμότητα υλικά εκεί έξω – βολφράμιο και άνθρακα, για παράδειγμα. Καθώς ακόμη και αυτά τα υλικά θα καταστραφούν εάν εκτεθούν σε εκατοντάδες εκατομμύρια βαθμούς, το υπερθερμασμένο πλάσμα συνθλίβεται ακριβώς στο κέντρο του θαλάμου, όσο το δυνατόν πιο μακριά από τους τοίχους, χρησιμοποιώντας ισχυρά μαγνητικά πεδία.

Το πιο σημαντικό, ωστόσο, είναι ότι αυτές οι εξαιρετικές θερμοκρασίες επιτυγχάνονται σε μια μικρή ποσότητα πλάσματος σε σχέση με το μέγεθος του θαλάμου, έτσι η ενέργεια διαχέεται γρήγορα πριν φτάσει στους τοίχους.

Είναι σημαντικό να διευκρινιστεί ότι το EAST δεν έχει δημιουργήσει μια αντίδραση σύντηξης εδώ, αλλά ένα παρατεταμένο και υπερθερμασμένο πλάσμα παρόμοιο με αυτό που θα χρησιμοποιηθεί τελικά για τη δημιουργία της σύντηξης. Επομένως, απέχει πολύ από το να είναι θετικό από ενεργειακή άποψη.

Το έργο ITER, το οποίο εκτείνεται σε όλο τον κόσμο, έχει ήδη περιγραφεί ως το πιο ακριβό επιστημονικό πείραμα όλων των εποχών και το πιο περίπλοκο έργο μηχανικής στην ανθρώπινη ιστορία, καθώς ακόμη και όταν παράγεται θερμότητα από τις αντιδράσεις σύντηξης θα εκτονώσει αυτή τη θερμότητα αντί να προσπαθήσει να συλλάβει και χρησιμοποιήστε το.

Πράγματι, πιθανότατα θα πρέπει να περιμένουμε έναν διάδοχο της κατηγορίας «DEMO» της εγκατάστασης του ITER, όπως αυτός που προβλέπει η EUROfusion, προτού δούμε ένα μεγάλο tokamak να παράγει χρήσιμες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας. Ενώ ο ITER φιλοδοξεί σε τιμή Q 10, δηλαδή να εισάγει 50 MW θερμικής ενέργειας και να παράγει 500 MW ακαθάριστης θερμικής παραγωγής, ο αντιδραστήρας DEMO EU φιλοδοξεί να εισάγει 80 MW και να παράγει περίπου 2 GW για συντελεστή Q 25.

Μέσω news.cgtn.com

παρόμοιες αναρτήσεις

Schreibe einen Kommentar