Барномаи Fusion Energy Британияи Кабир: Тарҳрезии консепсияи нерӯгоҳи прототипи STEP муаррифӣ шуд 

Равиши тавлиди энергияи синтези Бритониё бо эълони барномаи STEP (Spheric Tokamak for Production Energy) дар соли 2019 ташаккул ёфт. Марҳилаи аввали он (2019-2024) бо нашри тарҳи консепсияи нерӯгоҳи прототипи муттаҳидшудаи синтез ба анҷом расид. Он ба истифодаи майдони магнитӣ барои маҳдуд кардани плазма бо истифода аз мошини токамак асос хоҳад ёфт, аммо STEP-и Бритониё ба ҷои токамаки анъанавии донут, ки дар ITER истифода мешавад, токамаки сферикӣ истифода хоҳад кард. Гумон меравад, ки токамаки сферикӣ як қатор афзалиятҳо дорад. Ин нерӯгоҳ дар Ноттингемшир сохта мешавад ва интизор меравад, ки дар авоили солҳои 2040 ба кор дарояд.  

Талабот ба манбаи боэътимоди энергияи тоза барои қонеъ кардани талаботи рӯзафзуни энергияи аҳолии афзоянда ва иқтисоди ҷаҳонӣ, ки метавонад ба зудӣ ба ҳалли мушкилот мусоидат кунад (аз ҷониби сӯзишвории истихроҷшаванда, партовҳои карбон ва тағирёбии иқлим, хатарҳои экологии марбут ба реакторҳои тақсимоти атомӣ ва камбизоатӣ миқёспазирии манбаъҳои барқароршаванда) ҳеҷ гоҳ аз замони ҳозира ин қадар шадид эҳсос нашуда буд.  

Дар табиат, синтези ҳастаӣ ба ситораҳо, аз ҷумла офтоби мо, ки дар ядрои ситораҳо ҷойгир аст, дар он ҷо шароити синтез (яъне ҳарорати хеле баланд дар ҳудуди садҳо миллион дараҷа ва фишор) ҳукмфармост, қудрат медиҳад. Қобилияти фароҳам овардани шароити синтези назоратшаванда дар рӯи замин калиди энергияи тозаи номаҳдуд аст. Ин бунёди муҳити синтезро бо ҳарорати хеле баланд барои барангехтани бархӯрдҳои энергияи баланд, ки зичии кофии плазма барои зиёд кардани эҳтимолияти бархӯрдҳо дорад ва метавонад плазмаро ба муддати кофӣ барои фароҳам овардани синтез маҳдуд кунад. Аён аст, ки инфрасохтор ва технология барои маҳдуд кардан ва назорати плазмаи аз ҳад гармшуда талаботи калидӣ барои истифодаи тиҷоратии энергияи синтез мебошад. Дар саросари ҷаҳон равишҳои гуногун барои ҳабси плазма дар самти татбиқи тиҷоратии энергияи синтез истифода мешаванд.   

Fusion ҳабси инерсиалӣ (ICF) 

Дар равиши синтези инерсиалӣ, шароити синтез тавассути зуд фишурдан ва гарм кардани миқдори ками сӯзишвории синтез ба вуҷуд меояд. Таҷҳизоти миллии оташгиранда (NIF) дар Лабораторияи миллии Лоуренс Ливермор (LLNL) аз техникаи таркиши лазерӣ истифода бурда мешавад, то капсулаҳои пур аз сӯзишвории дейтерий-тритийро бо истифода аз нурҳои лазерии баландсифат дарк кунад. NIF бори аввал дар моҳи декабри соли 2022 оташгиршавии синтезро ба даст овард. Баъдан, дар соли 2023 сӯхтори синтез дар се маротиба намоиш дода шуд, ки исботи консепсияро тасдиқ кард, ки синтези атомии назоратшаванда метавонад барои қонеъ кардани ниёзҳои энергетикӣ истифода шавад.  

Маҳдудияти магнитии наздикшавии плазма  

Истифодаи магнитҳо барои маҳдуд кардан ва назорати плазма барои синтез дар бисёр ҷойҳо озмуда мешавад. IITER, шӯҳратпарасттарин ҳамкориҳои энергетикии 35 миллат дар Сент-Пол-лез-Дюранс дар ҷануби Фаронса як торуси ҳалқаро (ё дастгоҳи магнитии донут) истифода мебарад, ки токамак ном дорад, ки барои муддати тӯлонӣ дар ҳарорати кофӣ баланд нигоҳ доштани сӯзишвории синтез пешбинӣ шудааст. оташгиранда ба амал меояд. Консепсияи пешбари ҳабси плазма барои нерӯгоҳҳои барқии синтез, токамакҳо метавонанд реаксияи синтезро то даме ки устувории плазма вуҷуд дорад, нигоҳ доранд. Токамаки ITER бузургтарин дар ҷаҳон хоҳад буд.   

Барномаи омезиши STEP (Токамаки сферӣ барои истеҳсоли энергия) дар Британияи Кабир: 

Мисли ITER, барномаи синтези STEP дар Британияи Кабир ба ҳабси магнитии плазма бо истифода аз токамак асос ёфтааст. Бо вуҷуди ин, токамаки барномаи STEP шакли сферикӣ хоҳад буд (ба ҷои донут ITER). Токамаки сферикӣ паймон, камхарҷ аст ва миқёсаш осонтар аст.  

Барномаи STEP дар соли 2019 эълон шуд. Марҳилаи аввали он (2019-2024) бо нашри тарҳи консепсияи нерӯгоҳи прототипи ҳамгирошудаи fusion ба анҷом расид.  

Шумораи мавзӯии «Муомилоти фалсафии А»-и Ҷамъияти шоҳона, бо номи «Таъмини энергияи Fusion - Токамаки сферикӣ барои истеҳсоли энергия (STEP)15 августи соли 26 иборат аз 2024 мақолаи азназаргузаронидашуда нашр шуд, ки дар он пешрафти техникии барномаи тарҳрезӣ ва сохтани аввалин корхонаи прототипи Британияи Кабир оид ба истеҳсоли нерӯи барқ ​​аз синтез дарҷ шудааст. Ҳуҷҷатҳо тасвири пурраи технологияҳои тарроҳӣ ва контури лозимиро ва ҳамгироии онҳоро ба як корхонаи прототипӣ то аввали соли 2040 мегиранд.  

Ҳадафи барномаи STEP кушодани роҳ барои устувории тиҷоратии синтез тавассути нишон додани энергияи соф, худкифоии сӯзишворӣ ва масири қобили нигоҳдории нерӯгоҳ мебошад. Он муносибати ҳамаҷонибаро барои таҳвили як корхонаи прототипии пурра истифода мебарад, ки аз кор баромаданро ҳамчун як қисми тарроҳӣ баррасӣ мекунад. 

*** 

АДАБИЁТ:  

1. Хукумати Британияи Кабир. Пресс-релиз - Британияи Кабир дар тарҳрезии нерӯгоҳи фьюжн дар ҷаҳон пешсаф аст. Нашр 03 сентябр 2024. Дар дастрас https://www.gov.uk/government/news/uk-leading-the-world-in-fusion-powerplant-design  

2. "Расонидани энергияи синтез - Токамаки сферӣ барои истеҳсоли энергия (STEP). Нашри мавзӯии Ҷамъияти Шоҳӣ аз амалиёти фалсафӣ А,. Ҳама 15 мақолаҳои баррасишуда дар шумораи мавзӯъ, ки 26 августи соли 2024 нашр шудаанд. Дар ин ҷо дастрас аст https://royalsocietypublishing.org/toc/rsta/2024/382/2280  

3. Муҳаққиқони бритониёӣ манзараи тарҳҳои нерӯгоҳи навро ошкор мекунанд. Илм. 4 сентябри соли 2024. DOI:  https://doi.org/10.1126/science.zvexp8a 

*** 

Мақолаҳои марбута  

• Браунҳои Браун (BDs): Телескопи Ҷеймс Вебб хурдтарин объектро муайян мекунад, ки ба ситора монанд аст. (5 январи 2024) 

• "Fusion Ignition" бори чорум дар лабораторияи Лоуренс намоиш дода шуд (20 декабри соли 2023) 

• Fusion Ignition ба воқеият табдил меёбад; Дар лабораторияи Лоуренс шикасти энергетикӣ ба даст омад  (15 декабри соли 2022)  

***