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150 millones de grados para la energía limpia
Vamos a apartarse de la política y hablar de la próxima revolución en el sector energético.
Reactor Termonuclear Experimental Internacional ITER, sin exagerar, se llama el proyecto de investigación más importante de la modernidad. La escala de la construcción es fácil callar por el cinturón Gran Colisionador de Hadrones, y si tiene éxito, va a marcar para toda la humanidad es el paso más grande que un vuelo a la luna. Después de todo, el potencial de la fusión termonuclear controlada - una fuente prácticamente inagotable de energía inusualmente barato y limpio.
Este verano hubo más de una buena razón para repasar los detalles técnicos del proyecto ITER. En primer lugar, una gran empresa, que se considera el inicio oficial de la reunión de Mijaíl Gorbachov y Ronald Reagan en el lejano 1985, antes de que se lleva a nuestros ojos se materializa. El diseño de una nueva generación de reactores, con la participación de Rusia, los EE.UU., Japón, China, India, Corea del Sur y la Unión Europea tomó más de 20 años. Hoy ITER - hay kilogramos más largos de documentación técnica, y 42 hectáreas (1 km 420 m) de la superficie perfectamente plana de uno de plataforma artificial más grande del mundo, ubicada en la localidad francesa de Cadarache, 60 km al norte de Marsella. Y la base del reactor de 000 toneladas 360, que consta de 150 000 metros cúbicos de hormigón, 16.000 toneladas de barras de refuerzo y 493 columnas con caucho revestido antisísmica. Y, por supuesto, miles de instrumentos científicos complejos y centros de investigación, universidades esparcidas por todo el mundo.
La producción de componentes clave del reactor está en pleno apogeo. En la primavera, Francia ha informado de unos 70 marcos para la fabricación de bobinas de campo toroidal en forma de D, y en junio las primeras bobinas de bobinado de cables superconductores recibido del Instituto Ruso de la industria del cable en Podolsk.
La segunda buena razón para recordar el ITER en este momento - la política. El reactor de la nueva generación - una prueba no sólo para los científicos, sino también para los diplomáticos. Es tan caro y técnicamente complejo proyecto que ningún país en el mundo que le tire solo. La capacidad de los estados para acordar entre sí, tanto en lo científico como en el sector financiero depende, Will para perseguir el caso.
El 18 de junio Consejo ITER fue programado en San Petersburgo, pero el Departamento de Estado de Estados Unidos, como parte de las sanciones de Estados Unidos prohibió a los científicos a visitar Rusia. Teniendo en cuenta el hecho de que la idea de tokamak (cámara toroidal con bobinas magnéticas subyacentes ITER) pertenece al físico soviético Oleg Lavrentiev, los participantes del proyecto reaccionaron a la decisión como una curiosidad, y apenas se movieron en Cadarache Consejo en la misma fecha. Estos eventos han recordado una vez más al mundo que Rusia (junto con Corea del Sur) es la actitud más responsable de cumplir con sus obligaciones para con el proyecto ITER.
La frase "reactor de fusión" a muchas personas es una sospecha. Una cadena asociativa es clara: la bomba termonuclear simplemente terrible nuclear y reactores de fusión, por tanto, más peligrosa de Chernobyl
.
De hecho, la fusión nuclear, que se basa en el principio de la tokamak, es la fisión nuclear mucho más seguro y más eficiente utilizado en plantas de energía nuclear modernos. Síntesis es utilizada por la propia naturaleza: El sol es otra cosa que el reactor de fusión natural
.
En reacción que implica núcleos de deuterio y tritio - isótopos de hidrógeno. Núcleo de deuterio consiste en un protón y un neutrón, y el núcleo de tritio - de un protón y dos neutrones. En circunstancias normales, los núcleos igualmente cargadas se repelen entre sí, pero a temperaturas muy altas, pueden enfrentar. Cuando la colisión entra en juego la interacción fuerte, que es responsable de la unificación de los protones y neutrones en el núcleo. Hay un núcleo de un nuevo elemento químico -. Helio
Esto forma un neutrón libre y una gran cantidad de energía. La energía de la fuerte interacción en el núcleo de helio es menor que en los núcleos de los elementos originales. De esta manera, el núcleo resultante incluso pierde peso (de acuerdo con la teoría de la relatividad, la energía y la masa son equivalentes). Recordando la famosa ecuación E = mc2, donde c -. La velocidad de la luz, se puede imaginar lo que un enorme potencial energético está plagado de fusión nuclear
Para superar la repulsión mutua, el núcleo original debe moverse muy rápidamente, así que un papel clave en la fusión nuclear es la temperatura. En el centro de la Sun el proceso se produce a una temperatura de 150 millones de grados Kelvin, pero contribuye a la enorme densidad de la sustancia debido a la influencia de la gravedad. La enorme masa de luz hace que sea un reactor de fusión efectiva.
Crear una densidad tal en el mundo no es posible. Sólo podemos aumentar la temperatura. Para isótopos de energía de hidrógeno dieron terrícolas sus núcleos requiere una temperatura de 150 millones de grados, que es diez veces mayor que el
dom
Ninguno de material sólido en el universo no puede comunicarse directamente con la temperatura. Así que construir una estufa para cocinar helio fallar. Ayudar a resolver el problema es la misma cámara toroidal con bobinas magnéticas, o tokamak. La idea de crear un tokamak amaneció mentes brillantes de científicos de diferentes países en la década de 1950, mientras que el campeonato se atribuye únicamente al físico soviético Oleg Lavrentiev y sus colegas eminentes Andrei Sakharov e Igor Tamm.
La cámara de vacío está en la forma de un toro (un "rosquilla" hueco) rodeado de electroimanes superconductores que crean en ella un campo magnético toroidal. Es decir, este campo contiene el diez soles quema de plasma a cierta distancia de las paredes de la cámara. Junto con el tokamak electroimán central (inductor) es un transformador. Mediante la variación de la corriente en el inductor, generar dentro de la corriente de plasma - el movimiento de las partículas requeridas para la síntesis
.
Tokamak razón puede ser considerado como un modelo de finura tecnológica. La corriente eléctrica que fluye en el plasma crea un campo magnético poloidal, rodea la columna de plasma y mantiene su forma. Plasma existe en condiciones estrictamente definidas, y el más mínimo cambio en su respuesta se detuvo de inmediato. En contraste con el reactor nuclear, la tokamak no puede "Hawking" y aumento de la temperatura no controlada.
En el improbable caso de que falle el tokamak hay contaminación radiactiva. A diferencia de la energía nuclear, reactor de fusión produce residuos radiactivos, y el único producto de la reacción de síntesis - helio - no son un gas de efecto invernadero, y es útil en la economía. Por último, el tokamak Combustible con mucho cuidado el consumo: durante la síntesis en la cámara de vacío es sólo unos cientos de gramos de la sustancia, y el suministro anual estimado de combustible para poder industrial está a sólo 250 kg.
Reactor Termonuclear Experimental Internacional ITER, sin exagerar, se llama el proyecto de investigación más importante de la modernidad. La escala de la construcción es fácil callar por el cinturón Gran Colisionador de Hadrones, y si tiene éxito, va a marcar para toda la humanidad es el paso más grande que un vuelo a la luna. Después de todo, el potencial de la fusión termonuclear controlada - una fuente prácticamente inagotable de energía inusualmente barato y limpio.
Este verano hubo más de una buena razón para repasar los detalles técnicos del proyecto ITER. En primer lugar, una gran empresa, que se considera el inicio oficial de la reunión de Mijaíl Gorbachov y Ronald Reagan en el lejano 1985, antes de que se lleva a nuestros ojos se materializa. El diseño de una nueva generación de reactores, con la participación de Rusia, los EE.UU., Japón, China, India, Corea del Sur y la Unión Europea tomó más de 20 años. Hoy ITER - hay kilogramos más largos de documentación técnica, y 42 hectáreas (1 km 420 m) de la superficie perfectamente plana de uno de plataforma artificial más grande del mundo, ubicada en la localidad francesa de Cadarache, 60 km al norte de Marsella. Y la base del reactor de 000 toneladas 360, que consta de 150 000 metros cúbicos de hormigón, 16.000 toneladas de barras de refuerzo y 493 columnas con caucho revestido antisísmica. Y, por supuesto, miles de instrumentos científicos complejos y centros de investigación, universidades esparcidas por todo el mundo.
La producción de componentes clave del reactor está en pleno apogeo. En la primavera, Francia ha informado de unos 70 marcos para la fabricación de bobinas de campo toroidal en forma de D, y en junio las primeras bobinas de bobinado de cables superconductores recibido del Instituto Ruso de la industria del cable en Podolsk.
La segunda buena razón para recordar el ITER en este momento - la política. El reactor de la nueva generación - una prueba no sólo para los científicos, sino también para los diplomáticos. Es tan caro y técnicamente complejo proyecto que ningún país en el mundo que le tire solo. La capacidad de los estados para acordar entre sí, tanto en lo científico como en el sector financiero depende, Will para perseguir el caso.
El 18 de junio Consejo ITER fue programado en San Petersburgo, pero el Departamento de Estado de Estados Unidos, como parte de las sanciones de Estados Unidos prohibió a los científicos a visitar Rusia. Teniendo en cuenta el hecho de que la idea de tokamak (cámara toroidal con bobinas magnéticas subyacentes ITER) pertenece al físico soviético Oleg Lavrentiev, los participantes del proyecto reaccionaron a la decisión como una curiosidad, y apenas se movieron en Cadarache Consejo en la misma fecha. Estos eventos han recordado una vez más al mundo que Rusia (junto con Corea del Sur) es la actitud más responsable de cumplir con sus obligaciones para con el proyecto ITER.
La frase "reactor de fusión" a muchas personas es una sospecha. Una cadena asociativa es clara: la bomba termonuclear simplemente terrible nuclear y reactores de fusión, por tanto, más peligrosa de Chernobyl
.
De hecho, la fusión nuclear, que se basa en el principio de la tokamak, es la fisión nuclear mucho más seguro y más eficiente utilizado en plantas de energía nuclear modernos. Síntesis es utilizada por la propia naturaleza: El sol es otra cosa que el reactor de fusión natural
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En reacción que implica núcleos de deuterio y tritio - isótopos de hidrógeno. Núcleo de deuterio consiste en un protón y un neutrón, y el núcleo de tritio - de un protón y dos neutrones. En circunstancias normales, los núcleos igualmente cargadas se repelen entre sí, pero a temperaturas muy altas, pueden enfrentar. Cuando la colisión entra en juego la interacción fuerte, que es responsable de la unificación de los protones y neutrones en el núcleo. Hay un núcleo de un nuevo elemento químico -. Helio
Esto forma un neutrón libre y una gran cantidad de energía. La energía de la fuerte interacción en el núcleo de helio es menor que en los núcleos de los elementos originales. De esta manera, el núcleo resultante incluso pierde peso (de acuerdo con la teoría de la relatividad, la energía y la masa son equivalentes). Recordando la famosa ecuación E = mc2, donde c -. La velocidad de la luz, se puede imaginar lo que un enorme potencial energético está plagado de fusión nuclear
Para superar la repulsión mutua, el núcleo original debe moverse muy rápidamente, así que un papel clave en la fusión nuclear es la temperatura. En el centro de la Sun el proceso se produce a una temperatura de 150 millones de grados Kelvin, pero contribuye a la enorme densidad de la sustancia debido a la influencia de la gravedad. La enorme masa de luz hace que sea un reactor de fusión efectiva.
Crear una densidad tal en el mundo no es posible. Sólo podemos aumentar la temperatura. Para isótopos de energía de hidrógeno dieron terrícolas sus núcleos requiere una temperatura de 150 millones de grados, que es diez veces mayor que el
dom
Ninguno de material sólido en el universo no puede comunicarse directamente con la temperatura. Así que construir una estufa para cocinar helio fallar. Ayudar a resolver el problema es la misma cámara toroidal con bobinas magnéticas, o tokamak. La idea de crear un tokamak amaneció mentes brillantes de científicos de diferentes países en la década de 1950, mientras que el campeonato se atribuye únicamente al físico soviético Oleg Lavrentiev y sus colegas eminentes Andrei Sakharov e Igor Tamm.
La cámara de vacío está en la forma de un toro (un "rosquilla" hueco) rodeado de electroimanes superconductores que crean en ella un campo magnético toroidal. Es decir, este campo contiene el diez soles quema de plasma a cierta distancia de las paredes de la cámara. Junto con el tokamak electroimán central (inductor) es un transformador. Mediante la variación de la corriente en el inductor, generar dentro de la corriente de plasma - el movimiento de las partículas requeridas para la síntesis
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Tokamak razón puede ser considerado como un modelo de finura tecnológica. La corriente eléctrica que fluye en el plasma crea un campo magnético poloidal, rodea la columna de plasma y mantiene su forma. Plasma existe en condiciones estrictamente definidas, y el más mínimo cambio en su respuesta se detuvo de inmediato. En contraste con el reactor nuclear, la tokamak no puede "Hawking" y aumento de la temperatura no controlada.
En el improbable caso de que falle el tokamak hay contaminación radiactiva. A diferencia de la energía nuclear, reactor de fusión produce residuos radiactivos, y el único producto de la reacción de síntesis - helio - no son un gas de efecto invernadero, y es útil en la economía. Por último, el tokamak Combustible con mucho cuidado el consumo: durante la síntesis en la cámara de vacío es sólo unos cientos de gramos de la sustancia, y el suministro anual estimado de combustible para poder industrial está a sólo 250 kg.
